KR100269330B1 - 반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체장치, 이의 제조방법 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 제조방법 - Google Patents

반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체장치, 이의 제조방법 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 제조방법 Download PDF

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Abstract

반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 반도체 장치는 반도체 기판상에 형성된 반사성 패턴의 상면과 측벽에 각각 반사 방지 캡과 반사 방지 스페이서를 구비한다. 따라서 사진 식각 공정시 반사성 패턴으로부터 반사된 반사광에 의한 포토레지스트 패턴의 변형이 최소화된다.

Description

반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 제조 방법{Semiconductor device having anti-reflective cap and spacer, fabrication method therefor, and fabrication method for photoresist pattern using thereof}
본 발명은 반도체 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 제조 방법에 관한 것이다
점차 고집적화되어 가고 있는 반도체 장치는 다결정 실리콘, 알루미늄 및 금속 실리사이드와 같은 고 반사성 물질들을 사용하여 형성한다. 그런데 고 반사성 물질들은 사진 식각 공정중 노광 공정시 입사광을 다시 포토레지스트막으로 반사함으로써 포토레지스트 패턴의 변형을 유발한다.
이러한 문제는 서브 미크론 이하의 디자인 룰에 따른 패턴을 형성하기 위해서 248nm이하의 단파장의 노광원을 사용하는 노광 공정에서 더욱 심각해진다. 특히 단차가 큰 패턴이 반사성 물질로 형성될 경우, 반사성 물질 패턴의 가장자리에서 반사되는 반사광의 밀도는 더욱 증가하여 포토레지스트 패턴의 변형 또한 증대된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 포토레지스트막의 하부 또는 상부에 반사방지막을 형성한 후, 사진 공정을 실시하는 방법이 제안되었다. 그런데, 이와 같은 방법에서는 사진 공정을 실시할 때마다 반사방지막을 형성해야 하고 패터닝이 완료된 후에는 이를 적절한 방법으로 제거해야만 한다. 따라서, 반도체 장치의 제조 공정이 더욱 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반사성 패턴으로부터 빛이 반사되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 구조의 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 새로운 구조의 반도체 장치를 제조하는데 적합한 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 반도체 장치를 사용하여 반사성 패턴으로부터 빛이 반사되는 것을 효과적으로 방지하고 단순화된 공정으로 미세한 포토레지스트 패턴을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사성 패턴의 상면과 측면에 반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 도 1에 도시된 반도체 장치를 제조하기 위한 공정 중간 단계 구조물들의 단면도들이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 중간 단계 구조물들의 단면도들이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 바법을 설명하기 위한 공정 중간 단계 구조물들의 단면도들이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 중간 단계 구조물의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 중간 단계 구조물의 단면도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치는, 반도체 기판상에 형성된 반사성 패턴의 상면 및 측벽에 반사 방지 캡과 반사 방지 스페이서를 구비한다.
상기 반사 방지 캡은 상기 반사 방지 캡 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴 표면으로부터 반사되는 반사광과 상기 반사 방지 캡 표면으로부터 반사되는 반사광을 상쇄 간섭시켜 반사율을 20% 이하로 감소시키는 간섭형 반사 방지막으로 기능하는 것이 바람직하며, 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상인 물질로 구성된다.
상기 반사 방지 스페이서는 상기 반사 방지 캡 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴 표면 및 상기 기판 표면으로부터 반사되는 반사광을 흡수하여 반사율을 20% 이하로 감소시키는 흡수형 반사 방지막으로 기능하는 것이 바람직하며, 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고 소광 계수가 0.05 이상인 물질로 구성된다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 먼저, 반도체 기판을 제공한 후, 상기 반도체 기판상에 반사성 패턴과 반사 방지 캡으로 구성된 적층 구조물을 형성한다. 다음에, 상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성한다.
상기 적층 구조물을 형성하는 단계는 다음과 같이 진행된다. 먼저, 상기 반도체 기판상에 반사성 물질층을 형성한 후, 상기 반사성 물질층상에 반사 방지막을 형성한다. 다음에, 상기 반사 방지막상에 포토레지스트막을 형성한다음, 상기 포토레지스트막을 노광하고 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 마지막으로, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 반사 방지막 및 상기 반사성 물질층을 식각하여 상기 반사 방지 캡 및 반사성 패턴으로 구성된 적층 구조물을 완성한다.
상기 반사 방지 스페이서는 상기 적층 구조물이 형성된 결과물 전면에 반사 방지막을 형성한 후, 상기 반사 방지막을 이방성 식각하여 형성한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법은, 먼저, 반도체 기판을 제공한 후, 상기 반도체 기판상에 반사성 패턴과 반사 방지 캡으로 구성된 적층 구조물을 형성하고, 상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성한다. 이어서, 상기 반사 방지 스페이서가 형성된 반도체 기판 전면에 제1층간 절연막을 형성한다. 계속해서, 상기 제1층간 절연막상에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 상기 반사성 패턴이 하부에 매립되어 있는 상기 제1층간 절연막 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
그리고, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 제1층간 절연막을 식각하여 상기 적층 구조물의 일부와 상기 반사 방지막 스페이서 및 상기 반도체 기판의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다.
또, 상기 콘택홀을 형성하는 단계 후에, 상기 콘택홀을 매립하는 도전막 패턴을 형성하고, 상기 도전막 패턴이 형성된 결과물 전면에 제2층간 절연막을 형성한다. 이어서, 상기 제2층간 절연막상에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막을 노광 현상하여 하부에 상기 도전막 패턴, 상기 적층 구조물 및 반사 방지막 스페이서가 매립되어 있는 상기 제2층간 절연막 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다.
바람직하기로는, 상기 제2층간 절연막을 형성하는 단계 후에, 상기 제2층간 절연막상에 반사 방지막을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치를 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성하면, 반사성 패턴으로부터 반사된 반사광에 의한 포토레지스트 패턴의 변형이 최소화된다. 또, 포토레지스트 패턴의 형성 공정을 단순화시킬 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 여러 막과 영역들의 두께는 명료성을 위해서 강조되었다. 또한 어느 한 막이 다른 막 또는 기판위에 존재하는 것으로 지칭될 때, 다른 막 또는 기판 바로 위에 있을 수도 있고, 층간막이 존재할 수도 있다. 도면에서 동일 참조 부호는 동일 부재를 나타낸다.
<반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치>
도1을 참조하면, 반도체 기판(100)상에 산화막 패턴(102P), 도전막 패턴(104P) 및 금속 실리사이드막 패턴(106P)이 차례대로 적층되어 있다. 도전막 패턴(104P)와 금속 실리사이드막 패턴(106P)는 반사성 패턴이다. 도전막 패턴(102P)은 폴리실리콘막, 텅스텐막등으로 형성되고 금속 실리사이드막 패턴(106P)은 텅스텐 실리사이드막, 티타늄 실리사이드막, 또는 코발트 실리사이드막등과 같은 물질로 형성된다.
도1에서는 반사성 패턴으로 도전막 패턴(102P)과 금속 실리사이드막 패턴(106P)이 적층된 게이트 전극 구조가 도시되어 있으나, 본 발명의 반사성 패턴은 단일층으로 구성되어도 무방하고, 알루미늄막, 알루미늄 합금막 또는 텅스텐막 패턴과 같이 반사율이 큰 물질로 구성된 패턴이면 어느 것이나 해당한다.
상기 반사성 패턴(104P, 106P)의 상면에는 반사 방지 캡(110P)이 형성되어 있으며, 반사성 패턴(104P, 106P)의 측벽에는 반사 방지 스페이서(130S)가 형성되어 있다.
반사 방지 캡(110P)은 반사성 패턴(104P, 106P)을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 사진 식각 공정시 반사 방지막으로 사용되고 상기 반사성 패턴과 동시에 패터닝되어 형성된 것이 바람직하다.
특히, 반사 방지 캡(110P)은, 후속의 사진 식각 공정에서, 반사 방지 캡 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴(104P, 106P) 표면으로부터 반사되는 반사광과 상기 반사 방지 캡(110P) 표면으로부터 반사되는 반사광을 상쇄 간섭시켜 반사율을 20% 이하로 감소시키는 간섭형 반사 방지막으로 기능하는 것이 바람직하다.
반사율은 하기 식1로부터 계산할 수 있다.
R=│(r21+r10e-2ig1)/(1+r21r10e-2ig1)│2
r12=(N1-N2)/(N1+N2)
g=(2π/λ)N1t1
여기서, R은 반사율, N1은 반사 방지 캡의 굴절율, N2는 반사성 패턴의 굴절율, λ는 노광원의 파장, t1은 반사 방지 캡의 두께임.
따라서, 반사 방지 캡(110P)의 굴절율과 반사성 패턴 상부층(106P)의 굴절율을 알고, 허용 가능한 반사율의 범위를 정하면, 반사 방지 캡(110P)의 적정 두께를 구할 수 있다.
또, 반사 방지 캡(110P)은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율(N1)이 1.0 이상인 물질로 형성되어 반사율을 최소화하는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 조건, 예컨대 상기 굴절율과 소광 계수를 만족시킬 수 있는 물질이면 유기 물질 또는 무기 물질 중 어느 것이라도 반사 방지 캡(110P)을 형성할 수 있다. 바람직하기로는, 반사 방지막으로 널리 사용되는 무기성 반사 방지 물질, 예컨대 SiOxNy, 또는 GeOxNx등이 사용될 수 있다.
반사 방지 스페이서(130S)는 반사성 패턴(104P, 106P)의 측벽에 두껍게 형성할 수 있다. 따라서 흡수형 반사 방지막으로 기능하는 것이 가능하다. 특히, 반사 방지 캡(110P) 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴(104P, 106P) 표면 및 상기 기판(100) 표면으로부터 반사되는 반사광을 흡수하여 반사율을 20% 이하로 감소시키는 것이 바람직하다.
따라서, 반사 방지 스페이서는 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고 소광 계수가 0.05 이상인 물질로 형성되어 반사율을 최소화하는 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 조건을 만족시키는 물질이라면, 유기 물질 또는 무기 물질 중 어느 것이라도 무방하다. 바람직하기로는 반사 방지 캡(110P)을 구성하는 물질과 동일한 물질로 형성되는 것이 공정을 용이하게 진행할 수 있다는 측면에서 유리하다. 따라서, SiOxNy, 또는 GeOxNx등으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체 장치는 반사성 패턴(104P, 106P)의 상면과 측벽에 반사 방지 캡(110P)과 반사 방지 스페이서(130S)를 구비하고 있어서, 반도체 장치를 완성하기 위한 후속의 사진 식각 공정시 반사성 패턴으로부터의 반사된 반사광에 의해 포토레지스트 패턴이 변형되는 문제점을 사전에 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 장치를 완성하기 위해서 필요한 여러번의 사진 식각 공정을 진행할 때마다 반사 방지막을 형성하고 제거할 필요가 없으므로, 반도체 장치를 단순화된 공정으로 용이하게 완성할 수 있는 장점이 있다.
<반사 방지 캡 및 스페이서를 구비하는 반도체 장치의 제조 방법>
도2를 참조하면, 반도체 기판(100)상에 산화막(102), 도전막(104), 금속 실리사이드막(106)을 차례대로 적층한다. 다음에 금속 실리사이드막(106)상에 제1반사 방지막(110)을 형성한다. 계속해서 제1반사 방지막(100)상에 포토레지스트막(120)을 통상의 스핀-코팅 방법을 사용하여 도포한다.
이 때, 산화막(102)의 형성은 선택적이다. 그리고, 반사성 물질막은 도전막(104)과 금속 실리사이드막(106)의 두층으로 형성할 수도 있고, 한층의 도전막 또는 한층의 금속 실리사이드막만으로 형성할 수도 있다.
다음에 소정의 패턴(202)이 형성되어 있는 마스크(200)에 365 nm이하의 파장을 지닌 입사광(210)을 조사하여 상기 포토레지스트막의 소정 영역(125)을 노광시킨다.
이때, 제1반사 방지막(110)은 입사광(210)이 하부의 금속 실리사이드막(106) 또는 도전막(104)으로부터 반사되어 스탠딩 웨이브등과 같이 원하지 않는 효과를 불러일으키는 것을 방지한다. 따라서, 제1반사 방지막(110)은 하부의 금속 실리사이드막(106) 또는 도전막(104)으로부터 반사되는 반사광과 제1반사 방지막(110) 표면으로부터 반사되는 반사광이 상쇄 간섭을 일으켜 반사율이 20%이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광(210)하에서 굴절율(N1)이 1.0 이상인 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
도3을 참고하면, 노광된 포토레지스트막 영역(125)을 적절한 현상액을 사용하여 현상하여 반사성 패턴을 정의하는 포토레지스트 패턴(120P)을 형성한다.
다음에 도4에 도시되어 있는 바와 같이, 포토레지스트 패턴(120P)을 식각마스크로 사용하여 제1반사 방지막(110), 금속 실리사이드막(106), 도전막(104) 및 산화막(102)을 차례대로 식각하여 반사 방지 캡(110P), 금속 실리사이드막 패턴(106P)과 도전막 패턴(104P)으로 구성된 반사성 패턴, 및 산화막 패턴(102P)을 형성한다. 계속해서, 포토레지스트 패턴(120P)을 제거한다.
이 때, 포토레지스트 패턴(120P)을 제거한 후, 종래와는 달리, 반사 방지 캡(110P) 제거하지 않고 남기는데, 이는 반사 방지 캡(110P)이 후속 공정에서도 반사방지막의 역할을 수행하도록 하기 위한것이다.
도5를 참고하면, 반사 방지 캡(110P), 금속 실리사이드막 패턴(106P)과 도전막 패턴(104P)으로 구성된 반사성 패턴, 및 산화막 패턴(102P)이 형성되어 있는 반도체 기판 전면에 제2반사 방지막(130)을 형성한다.
제2반사 방지막(130)은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고 소광 계수가 0.05 이상인 물질로 형성한다.
마지막으로 도6에 도시되어 있는 바와 같이 기판(100) 전면에 형성되어 있는 제2반사 방지막(130)을 이방성 식각하여 반사성 패턴(106P, 104P)의 측벽에 반사 방지 스페이서(130S)를 형성한다.
반사 방지 스페이서(130S)는 상기 반사성 패턴(104P, 106P) 표면 및 상기 기판(100) 표면으로부터 반사되는 반사광을 흡수하여 반사율을 20% 이하로 감소시킬 수 있는 두께로 반사성 패턴(104P, 106P)의 측벽에 형성하는 것이 바람직하다.
<포토레지스트 패턴 형성 방법>
도1에 도시되어 있는 본 발명에 따른 반도체 장치를 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 설명한다.
제1실시예
반사성 패턴(104P, 106P)의 상면에는 반사 방지 캡(110P)이 측벽에는 반사 방지 스페이서(130S)가 형성되어 있는 반도체 기판(100) 전면에 제1층간 절연막(600)을 형성한다. 계속해서 제1층간 절연막(600)상에 포토레지스트막(610)을 형성한다.
다음에 소정의 패턴(702)이 형성되어 있는 마스크(700)에 365nm이하 파장의 입사광(710)을 조사하여 포토레지스트막(610)의 소정 영역(615)를 노광한다.
반사성 패턴(104P, 106P)의 상면과 측벽에 반사 방지 캡(110P)과 반사 방지 스페이서(130S)가 형성되어 있기 때문에, 노광시 반사성 패턴(104P, 106P)의 가장 자리 영역(A)에서 입사광(710)이 포토레지스트 패턴으로 재반사되는 반사율이 최소화된다. 따라서, 제1층간 절연막(600)과 포토레지스트막(610) 사이에 추가로 반사 방지막을 형성하는 공정이 필요하지 않다.
다음에, 도8에 도시되어 있는 바와 같이, 노광된 포토레지스트 영역(615)을 현상하여 제1층간 절연막(600)의 일부 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴(610P)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(610P)에 의해 노출된 제1층간 절연막(600)의 바로 아래에는 반사성 패턴(104P, 106P)이 매립되어 있다.
도9를 참고하면, 포토레지스트 패턴(610P)을 식각 마스크로 사용하여 제1층간 절연막(600)을 식각하여 반사 방지 캡(110P)의 일부 영역, 반사 방지 스페이서(130S) 및 기판(100)의 일부 영역을 노출시키는 콘택홀(900)을 형성한다.
마지막으로, 도10에 도시되어 있는 바와 같이, 콘택홀(900)을 도전막으로 매립한 후, 에치-백 또는 화학 기계적 폴리싱 방법등으로 평탄화하여 반도체 기판(100)에 접속되는 패드(1000)를 형성한다.
본 실시예에서 형성한 포토레지스트 패턴(610P)은 반도체 기판(100)에 접속되는 패드(1000)가 형성될 콘택홀을 정의하였으나 반드시 콘택홀만을 정의하는 것은 아니다. 즉, 노광 공정시 반사성 패턴의 상면 및 측벽 영역으로부터 반사되는 빛이 포토레지스트 패턴의 선폭의 변화를 일으키는 등 포토레지스트 패턴의 균일성에 영향을 미칠 수 있는 모든 포토레지스트 패턴의 제조 공정에 적용할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 반사성 패턴(104P, 106P)의 상면과 측벽에 형성되어 있는 반사 방지 캡(110P)과 반사 방지 스페이서(130S)가 노광 공정시 입사광이 반사성 패턴(104P, 106P)으로부터 반사되는 반사율을 감소시킨다. 따라서, 포토레지스트 패턴의 균일도를 향상시킬 수 있다. 또, 종래에는 새로운 포토레지스트막을 형성할 때마다 반사 방지막을 형성하고, 사진 식각 공정 완료후, 다시 반사 방지막을 제거해야 했으나, 본 발명에서는 새로운 반사 방지막을 형성할 필요가 없으므로, 공정이 단순화되는 장점이 있다.
제2실시예
도11을 참고하면, 패드(1000)가 형성되어 있는 제1층간 절연막(600) 상부에 제2층간 절연막(1100)과 포토레지스트막(1110)을 차례대로 형성한다.
다음에 소정의 패턴(1202)이 형성되어 있는 마스크(1200)에 365nm이하의 입사광(1210)을 조사하여 포토레지스트막(1110)의 소정 영역(1115)을 노광한다. 노광되는 영역 하부의 제2층간 절연막(1100) 영역은 패드(1000), 반사 방지 캡(110P), 반사성 패턴(102P, 104P) 및 반사 방지 스페이서(106P)를 덮고 있는 영역이다.
제1실시예와 마찬가지로, 노광시 반사 방지 캡(110P)과 반사 방지 스페이서(130S)에 의해 반사성 패턴(104P, 106P)의 상면과 측벽 특히 가장 자리 영역으로부터 반사되는 광량을 최소화할 수 있다.
이어서, 도12에 도시되어 있는 바와 같이, 포토레지스트막의 노광된 영역(1115)을 현상하여 포토레지스트 패턴(1110P)을 형성한다.
마지막으로 도13에 도시되어 있는 바와 같이, 제2층간 절연막(1100)을 식각하여 제2층간 절연막 패턴(1100P)을 형성한 후, 포토레지스트 패턴(1110P)을 제거한다.
제2층간 절연막 패턴(1100P)은 패드(1000)가 비트라인 접속용 패드인 경우에는 비트라인 형성용 음각 패턴을 정의한다. 또, 패드(1000)와 접속되는 콘택홀을 정의하는 패턴일 수 있음은 물론이다.
제3실시예
제3실시예는 포토레지스트막(1110)을 형성하기전에 제3반사 방지막(1400)을 더 형성한다는 점에 있어서, 제2실시예와 차이가 있으며, 나머지 공정은 제2실시예와 동일하다.
제3반사 방지막(1400)은 반사성 패턴(104P, 106P)으로부터 반사된 반사광 이외에 패드(1000)로부터 반사된 반사광이 포토레지스트 패턴의 균일도에 영향을 미칠 경우, 반사 방지 캡(110P)과 반사 방지 스페이서(130S)와 함께 반사 방지 기능을 강화하기 위해서 형성하는 것이다.
포토레지스트 패턴 형성 공정을 완료한 후, 제거할 경우의 공정 용이성등을 고려하여 제3반사 방지막(1400)의 두께는 가능한한 얇게 형성하여야 하므로, 제3반사 방지막(1400)은 간섭형 반사 방지막으로 기능하게 된다.
따라서, 이 경우, 제3반사 방지막(1400)의 두께는 반사 방지 캡(110P)과의 상호 관계를 고려하여 반사율을 원하는 범위로 줄이는데 필요한 총 두께를 계산한 후, 이를 적절히 나누어 형성한다.
제 4실시예
도 15를 참고하면, 제4실시예는 제3반사 방지막이 흡수형 반사 방지막(1500)과 간섭형 반사 방지막(1510)의 이중막으로 구성되어 반사 방지 기능을 더 강화한다는 점에 있어서 제3실시예와 차이가 있으며 나머지 공정은 제3실시예와 동일하다.
본 발명에 따른 반도체 장치는 반사성 패턴의 상면과 측벽에 반사 방지 캡과 반사 방지 스페이서를 구비하고 있다. 따라서, 반도체 장치를 완성하기 위한 후속의 사진 식각 공정시 반사성 패턴으로부터 빛이 반사되는 반사율을 최소화할 수 있다. 그러므로, 반사된 반사광에 의해 포토레지스트 패턴이 변형되는 문제점을 방지할 수 있다. 그리고, 반도체 장치를 완성하기 위해서 필요한 여러번의 사진 식각 공정을 진행할 때마다 반사 방지막을 형성하고 제거하는 공정을 실시할 필요가 없으므로, 반도체 장치를 용이하게 완성할 수 있는 장점이 있다.

Claims (20)

  1. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판상에 형성된 반사성 패턴;
    상기 반사성 패턴상에 형성된 반사 방지 캡; 및
    상기 반사성 패턴의 측벽에 형성된 반사 방지 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지 캡은 상기 반사 방지 캡 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴 표면으로부터 반사되는 반사광과 상기 반사 방지 캡 표면으로부터 반사되는 반사광을 상쇄 간섭시켜 반사율을 20% 이하로 감소시키는 간섭형 반사 방지막으로 기능하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사 방지 캡은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지 스페이서는 상기 반사 방지 캡 상부로부터 입사된 입사광중 상기 반사성 패턴 표면 및 상기 기판 표면으로부터 반사되는 반사광을 흡수하여 반사율을 20% 이하로 감소시키는 흡수형 반사 방지막으로 기능하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반사 방지 스페이서는 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고 소광 계수가 0.05이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지 캡은 상기 반사성 패턴을 형성하는 사진 식각 공정시 반사 방지막으로 사용되고 상기 반사성 패턴과 동시에 패터닝된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 반도체 기판을 제공하는 단계;
    상기 반도체 기판상에 반사성 패턴과 반사 방지 캡으로 구성된 적층 구조물을 형성하는 단계; 및
    상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적층 구조물을 형성하는 단계는
    상기 반도체 기판상에 반사성 물질층을 형성하는 단계;
    상기 반사성 물질층상에 반사 방지막을 형성하는 단계;
    상기 반사 방지막상에 포토레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트막을 노광하고 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 반사 방지막 및 상기 반사성 물질층을 식각하여 상기 반사 방지 캡 및 반사성 패턴으로 구성된 적층 구조물을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반사 방지막은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계는
    상기 적층 구조물이 형성된 결과물 전면에 반사 방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 반사 방지막을 이방성 식각하여 상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반사 방지막은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고, 소광 계수가 0.05 이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 반도체 기판을 제공하는 단계;
    상기 반도체 기판상에 반사성 패턴과 반사 방지 캡으로 구성된 적층 구조물을 형성하는 단계;
    상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계;
    상기 반사 방지 스페이서가 형성된 반도체 기판 전면에 제1층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1층간 절연막상에 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 상기 반사성 패턴이 하부에 매립되어 있는 상기 제1층간 절연막 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 후에,
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 제1층간 절연막을 식각하여 상기 적층 구조물의 일부와 상기 반사 방지막 스페이서 및 상기 반도체 기판의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 포토레지스트 패턴의 형성 방법.,
  14. 제12항에 있어서, 상기 적층 구조물을 형성하는 단계는
    상기 반도체 기판상에 반사성 물질층을 형성하는 단계;
    상기 반사성 물질층상에 반사 방지막을 형성하는 단계;
    상기 반사 방지막상에 포토레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 반사 방지막 및 상기 반사성 물질층을 식각하여 상기 반사 방지 캡 및 반사성 패턴으로 구성된 적층 구조물을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 반사 방지막은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계는
    상기 적층 구조물이 형성된 결과물 전면에 반사 방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 반사 방지막을 이방성 식각하여 상기 적층 구조물의 측벽에 반사 방지 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반사 방지막은 365nm 이하의 파장을 지닌 입사광하에서 굴절율이 1.0 이상이고, 소광 계수가 0.05 이상인 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 콘택홀을 형성하는 단계 후에,
    상기 콘택홀을 매립하는 도전막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 도전막 패턴이 형성된 결과물 전면에 제2층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제2층간 절연막상에 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트막을 노광 현상하여 하부에 상기 도전막 패턴, 상기 적층 구조물 및 반사 방지막 스페이서가 매립되어 있는 상기 제2층간 절연막 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2층간 절연막을 형성하는 단계 후에
    상기 제2층간 절연막상에 반사 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 반사 방지막을 형성하는 단계는
    상기 제2층간 절연막상에 흡수형 반사 방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 흡수형 반사 방지막상에 간섭형 반사 방지막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
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