KR102630085B1 - 초미세 패턴 및 그 제조 방법 - Google Patents
초미세 패턴 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102630085B1 KR102630085B1 KR1020180061692A KR20180061692A KR102630085B1 KR 102630085 B1 KR102630085 B1 KR 102630085B1 KR 1020180061692 A KR1020180061692 A KR 1020180061692A KR 20180061692 A KR20180061692 A KR 20180061692A KR 102630085 B1 KR102630085 B1 KR 102630085B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- material layer
- region
- substrate
- sacrificial layer
- layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 153
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 42
- -1 aluminum alkoxide Chemical class 0.000 claims description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 14
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 13
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 10
- 238000004148 unit process Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 4
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N methane;molecular fluorine Chemical compound C.FF QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 24
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76816—Aspects relating to the layout of the pattern or to the size of vias or trenches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
- H01L21/76865—Selective removal of parts of the layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
초미세 패턴의 제조 방법이 제공된다. 상기 초미세 패턴의 제조 방법은 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 제1 및 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계, 상기 기판, 상기 제1 물질층, 및 상기 베이스 패턴을 덮고, 제3 및 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계, 상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 초미세 패턴 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 유기물 박막 및 무기물 박막을 이용한 초미세 패턴 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
반도체 시장에서 스마트 기기의 사용량은 지속적으로 증가하고 Flash 메모리 및 DRAM 메모리의 수요 역시 계속적으로 증가하고 있다. 또한 4차 산업혁명의 시대가 도래함에 따라 AI 시대에 들어왔으며, 이에 대하여 메모리의 수요가 증가할 것이고 이를 위하여 반도체 산업은 무수한 성장을 필요로 하고 있다. 이에 따라, 미세 패턴을 이용한 단위 면적당 반도체 용량의 증가, 데이터 처리 용량의 증가가 이루어져야 하며 생산단가를 낮추었을 때 고도화된 상품으로 응용할 수 있다.
현재 실제 반도체를 집적화하는 기술로는 QPT(Quadruple Patterning Technology) 공정을 이용하여 10nm급 반도체 메모리를 양산하는 기술이 사용되고 있고, 10nm 이하 급의 반도체 소자를 위한 공정기술들은 개발 중에 있다. QPT의 응용 방법인 OPT(Octuple Patterning Technology)는 공정비용 및 PR의 물리적 한계에 의한 고집적 패턴에서의 한계점이 있고 이온빔, 전자빔, EUV를 이용한 초미세 패터닝은 생산단가가 비싸 응용하기 힘든 문제점이 있다. 이에 따라, 초미세 패터닝과 관련된 다양한 기술들이 연구 및 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허 공개 번호 10-2017-0113285(출원번호: 10-2017-0038565, 출원인: 숭실대학교산학협력단)에는, 기판에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 패터닝 공정을 통해 포토 레지스트층에 소정 패턴을 가진 몰드를 형성하는 단계; 몰드에 형성된 공동에 이온성 젤 전구체를 충진하는 단계; 및 이온성 젤 전구체를 경화시키는 단계를 포함하는 이온성 젤 미세 패턴 형성 방법이 개시되어 있다. 이 밖에도, 초미세 패터닝과 관련된 다양한 기술들이 지속적으로 연구 개발되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 10nm 이하급의 반도체 소자를 제조할 수 있는 초미세 패턴 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 간단한 공정으로 초미세 패턴을 제조할 수 있는 초미세 패턴 및 그 제조 방벙을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 유기 박막 및 무기 박막이 교대로 증착된 후, 어느 하나의 층을 선택적으로 제거 가능한 초미세 패턴 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 초미세 패턴의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초미세 패턴의 제조 방법은 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 제1 및 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계, 상기 기판, 상기 제1 물질층, 및 상기 베이스 패턴을 덮고, 제3 및 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계, 상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역은, 각각 상기 기판의 상부면과 평행한 상기 제1 및 제2 물질층의 일 영역이고, 상기 제2 영역 및 상기 제4 영역은, 각각 상기 기판의 상부면과 직각인 상기 제1 및 제2 물질층의 일 영역인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 희생층을 형성하는 단계는, 상기 제1 물질층 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 희생층을 형성하는 단계는, 상기 제2 물질층 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초미세 패턴의 제조 방법은, 상기 제1 물질층의 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계에서, 상기 제1 물질층의 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층은 동시에 제거되고, 상기 제2 물질층의 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계에서, 상기 제2 물질층의 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층은 동시에 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층은 무기 물질을 포함하고, 상기 제2 물질층은 유기 물질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층은 Al2O3를 포함하고, 상기 제2 물질층은 알루미늄 알콕사이드(alkoxide)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 물질층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에, 알루미늄을 포함하는 제1 전구체를 제공하는 단계, 및 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판 상에, 벤젠 고리를 포함하는 제2 전구체를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유기소스 물질은, HQ(Hydroquinone)인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초미세 패턴의 제조 방법은 상기 제2 희생층을 제거하는 단계 이후, 상기 제1 물질층 및 상기 제2 물질층 중 어느 하나의 층을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층을 형성하는 단계, 상기 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계, 상기 제2 물질층을 형성하는 단계, 상기 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계는 하나의 유닛 공정(unit process)를 이루고, 상기 유닛 공정은 복수회 반복되는 것을 포함할 수 있다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 초미세 패턴을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 초미세 패턴은 기판, 및 상기 기판 상에 배치되고, 복수의 유닛 패턴들을 포함하는 그룹 패턴을 포함하되, 상기 그룹 패턴은 상기 기판 상에 복수 개 배치되고, 복수의 상기 그룹 패턴들 사이의 거리는, 상기 그룹 패턴 내의 복수의 상기 유닛 패턴들 사이의 거리보다 긴 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유닛 패턴은, 상기 기판의 상부면과 수직 방향으로 연장되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유닛 패턴은, Al2O3를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법은, 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 상기 기판의 상부면과 평행한 제1 영역 및 상기 기판의 상부면과 직각인 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계, 상기 기판, 상기 제1 물질층, 상기 베이스 패턴을 덮고 상기 기판의 상부면과 평행한 제3 및 상기 기판의 상부면과 직각인 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계, 상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법은, 상기 제2 희생층을 제거하는 단계 이후, 상기 제1 물질층 및 상기 제2 물질층 중 어느 하나의 층을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 베이스 패턴 상에 서로 다른 물질층을 형성하고, 서로 다른 물질층 중 어느 하나의 물질층을 제거하는 간단한 공정으로, 초미세한 폭을 갖는 패턴이 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 무기 물질층 및 유기 물질층이 교대로 적층된 것을 촬영한 사진이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 유기 물질층과 무기 물질층의 식각률 차이를 비교하는 그래프이다.
도 2내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 무기 물질층 및 유기 물질층이 교대로 적층된 것을 촬영한 사진이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 유기 물질층과 무기 물질층의 식각률 차이를 비교하는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100)이 준비된다(S100). 상기 기판(100)은 베이스 패턴(110)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 패턴(110)은 상기 기판(100)의 상부면과 수직 방향으로 연장될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 베이스 패턴(110) 및 상기 기판을 덮도록, 제1 물질층(200)이 형성될 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200)은 제1 영역(200a) 및 제2 영역(200b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(200a)은 상기 기판(100)의 상부면과 평행한 상기 제1 물질층(200)의 일 영역일 수 있다. 상기 제2 영역(200b)은 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 상기 제1 물질층(200)의 일 영역일 수 수 있다. 즉, 상기 제2 영역(200b)은 상기 제1 물질층(200)에서 상기 제1 영역(200a) 을 제외한 나머지 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200)을 형성하는 단계는, 상기 기판(100) 상에 금속(예를 들어, 알루미늄)을 포함하는 제1 전구체를 제공하는 단계, 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판을 퍼지(purge) 하는 단계, 상기 기판(100) 상에 무기소스를 포함하는 제2 전구체를 제공하는 단계, 및 상기 제2 전구체가 제공된 상기 기판(100)을 퍼지 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전구체는 TMA(Trimethylaluminum)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 전구체는 INCA-1 (Bis(trimethylsily)amidodthyl Indium)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전구체는 H2O일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제2 전구체는 H2O2일 수 있다. 상기 제1 전구체가 TMA이고, 상기 제2 전구체가 H2O인 경우, 형성되는 상기 제1 물질층(200)은 Al2O3 일 수 있다. 상기 제1 전구체가 INCA-1이고, 상기 제2 전구체가 H2O2인 경우, 형성되는 상기 제1 물질층(200)은 In2O3 일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200)의 두께는 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 상술된 바와 같이 금속을 포함하는 상기 제1 전구체 제공 단계, 퍼지 단계, 무기소스를 포함하는 상기 제2 전구체 제공 단계, 및 퍼지 단계를 통하여 형성되는 경우, 상기 금속을 포함하는 제1 전구체 제공 단계, 퍼지 단계, 무기소스를 포함하는 상기 제2 전구체 제공 단계, 및 퍼지 단계를 하나의 유닛 공정(unit processs)으로 하고, 상기 유닛 공정을 반복하는 방법을 통하여, 상기 제1 물질층(200)의 두께가 제어될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200)의 두께는 상기 베이스 패턴(110)의 두께보다 얇을 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 영역(200a) 및 제2 영역(200b) 중에서 상기 제1 영역(200a) 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층(310)이 형성될 수 있다(S300). 상술된 바와 같이, 상기 제1 영역(200a)이 상기 기판(100)의 상부면과 평행함에 따라, 상기 제1 희생층(310) 역시 상기 기판(100)의 상부면과 평행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 희생층(310)을 형성하는 단계는, 상기 제1 물질층(200) 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마는 CF(fluorocarbon) 플라즈마일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 영역(200a) 상에 형성되는 상기 제1 희생층(310)은 CFx 를 포함할 수 있다. (x=1, 2, 3 중 어느 하나) 즉, Al2O3를 포함하는 상기 제1 물질층(200)이 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마와 반응하여 CFx를 포함하는 상기 제1 희생층(310)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(200a) 및 제2 영역(200b) 중에서 상기 제1 영역(200a) 상에 선택적으로 상기 제1 희생층(310)이 형성되기 위하여, 불소(F)를 포함하는 플라즈마는 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 방향으로 제공될 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 영역(200b)이 잔존되도록, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)이 제거될 수 있다(S400). 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)을 제거하는 단계는, 상기 기판(100) 상에 활성화 소스를 제공하는 단계, 및 상기 활성화 소스에 의하여 활성화된 상기 제1 영역(200a)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성화 소스는 Ar 플라즈마 일 수 있다.
구체적으로, 상기 기판(100) 상에 Ar 플라즈마가 제공되는 경우, CFx를 포함하는 상기 제1 희생층(310)은 CFx가 상기 Ar 플라즈마와 반응하여, 상기 제1 물질층(200)을 식각되기 용이한 상태로 활성화시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 물질층(200) 중에서 상기 제1 희생층(310)이 형성된 상기 제1 영역(200a)은, 상기 활성화 소스에 의하여 식각되기 용이한 상태로 활성화될 수 있다.
이후, 상기 제1 물질층(200)이 형성된 상기 기판(100)은, 상기 제2 영역(200b)이 잔존되도록, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)이 제거될 수 있다. 이 때, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)은 동시에 제거될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)은, 활성화된 상태의 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)에 대해서 상대적으로 높은 식각률을 갖고, 상기 제2 영역(200b)에 대해서 상대적으로 낮은 식각률을 갖는 식각제(etchant)를 이용하여, 선택적으로 제거될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 기판(100), 상기 베이스 패턴(110), 및 상기 제1 물질층(200)을 덮도록, 제2 물질층(400)이 형성될 수 있다(S500). 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 물질층(400)은 제3 영역(400a) 및 제4 영역(400b)을 포함할 수 있다. 상기 제3 영역(400a)은 상기 기판(100)의 상부면과 평행한 상기 제2 물질층(400)의 일 영역일 수 있다. 상기 제4 영역(400b)은 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 상기 제2 물질층(400)의 일 영역일 수 있다. 즉, 상기 제4 영역(400b)은 상기 제2 물질층(400)에서 상기 제3 영역(400a)을 제외한 나머지 영역일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 물질층(400)을 형성하는 단계는, 상기 기판(100) 상에 금속(예를 들어, 알루미늄)을 포함하는 제1 전구체를 제공하는 단계, 상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판을 퍼지(purge) 하는 단계, 상기 기판(100) 상에 벤젠 고리를 갖는 유기소스를 포함하는 제2 전구체를 제공하는 단계, 상기 제2 전구체가 제공된 상기 기판을 퍼지 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전구체는 TMA(Trimethylaluminum)일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 전구체는, INCA-1 (Bis(trimethylsily)amidodthyl Indium)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전구체는 HQ(Hydroquimone)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전구체가 TMA이고, 상기 제2 전구체가 HQ인 경우, 형성되는 상기 제2 물질층은 알루미늄 알콕사이드일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 전구체가 INCA-1이고, 상기 제2 전구체가 HQ인 경우, 형성되는 상기 제2 물질층은 Indium alkoxide일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 물질층(400)의 두께는 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 물질층(400)이 상술된 바와 같이 금속을 포함하는 상기 제1 전구체 제공 단계, 퍼지 단계, 유기소스를 포함하는 상기 제2 전구체 제공 단계, 및 퍼지 단계를 통하여 형성되는 경우, 금속을 포함하는 상기 제1 전구체 제공 단계, 퍼지 단계, 유기소스를 포함하는 상기 제2 전구체 제공 단계, 및 퍼지 단계를 하나의 유닛 공정(unit process)으로 하고, 상기 유닛 공정을 반복하는 방법을 통하여, 상기 제2 물질층(400)의 두께가 제어될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 물질층(400)의 두께는 상기 베이스 패턴(110)의 두께보다 작을 수 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 상기 제3 영역(400a) 및 제4 영역(400b) 중에서 상기 제3 영역(400a) 상에 선택적으로(selectively) 제2 희생층(320)이 형성될 수 있다(S600). 상술된 바와 같이, 상기 제3 영역(400a)이 상기 기판(100)의 상부면과 평행함에 따라, 상기 제2 희생층(320) 역시 상기 기판(100)의 상부면과 평행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 희생층(320)을 형성하는 단계는, 상기 제2 물질층(400) 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마는 CF(fluorocarbon) 플라즈마일 수 있다. 이 경우, 상기 제3 영역(400a) 상에 형성되는 상기 제2 희생층(320)은 CFx를 포함할 수 있다. 즉, 알루미늄 알콕사이드를 포함하는 상기 제2 물질층(400)이 불소(F)를 포함하는 플라즈마와 반응하여 CFx를 포함하는 상기 제2 희생층(320)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 영역(400a) 및 제4 영역(400b) 중에서 상기 제3 영역(400a) 상에 선택적으로 상기 제2 희생층(320)이 형성되기 위하여, 불소(F)를 포함하는 플라즈마는 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 방향으로 제공될 수 있다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 제4 영역(400b)이 잔존되도록, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)이 제거될 수 있다(S700). 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)을 제거하는 단계는, 상기 기판(100) 상에 활성화 소스를 제공하는 단계, 및 상기 활성화 소스에 의하여 활성화된 상기 제3 영역(400a)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성화 소스는 Ar 플라즈마 일 수 있다.
구체적으로, 상기 기판(100) 상에 Ar 플라즈마가 제공되는 경우, CFx를 포함하는 상기 제2 희생층(320)은 CFx가 상기 Ar 플라즈마와 반응하여, 상기 제2 물질층(400)을 식각되기 용이한 상태로 활성시킬 수 있다. 즉, 상기 제2 물질층(400) 중에서 상기 제2 희생층(320)이 형성된 상기 제3 영역(400a)은, 상기 활성화 소스에 의하여 식각되기 용이한 상태로 활성화될 수 있다.
이후, 상기 제2 물질층(400)이 형성된 상기 기판(100)은, 상기 제4 영역(400b)이 잔존되도록, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)이 제거될 수 있다. 이 때, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)은 동시에 제거될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)은, 활성화된 상태의 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)에 대해서 상대적으로 높은 식각률을 갖고, 상기 제4 영역(400b)에 대해서 상대적으로 낮은 식각률을 갖는 식각제(etchant)를 이용하여, 선택적으로 제거될 수 있다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 상기 제2 희생층(320)이 제거된 이후, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 층이 선택적으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 무기 물질을 포함하고, 상기 제2 물질층(400)이 유기 물질을 포함하는 경우, 상기 제2 물질층(400)이 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 층은, 식각 용액을 통하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 식각 용액은 H3PO4 또는 Diluted HF(100:1)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 Al2O3이고 상기 제2 물질층(400)이 알루미늄 알콕사이드인 경우, 상기 제2 물질층(400)은 H3PO4를 통하여 제거될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 In2O3이고 상기 제2 물질층(400)이 Indium alkoxide인 경우, 상기 제2 물질층은 Diluted HF(100:1)을 통하여 제거될 수 있다.
또한, 상기 제2 희생층(320)이 제거된 이후, 상기 베이스 패턴(110)이 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 물질층이 남을 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 기판(100) 상에 제1 물질층(200)이 남을 수 있다. 상기 제1 물질층(200)은 상술된 바와 같이 상기 제2 영역(200b)이 잔존되고, 상기 제1 영역(200a)이 제거됨에 따라, 상기 기판(100)의 상부면과 수직 방향으로 연장될 수 있다.
결과적으로, 상기 기판(100) 상에 복수의 상기 제1 물질층(200)이 배치된 초미세 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 증착 공정을 통하여 형성되는 상기 제1 물질층(200)의 두께를 폭으로 갖는 초미세 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법은, 상기 베이스 패턴(110)을 포함하는 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 베이스 패턴(110) 및 상기 기판(100)을 덮고, 상기 기판(100)의 상부면과 평행한 제1 영역(200a)및 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 제2 영역(200b)을 포함하는 상기 제1 물질층(200)을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역(200a, 200b) 중에서 상기 제1 영역(200a) 상에 선택적으로 상기 제1 희생층(310)을 형성하는 단계, 상기 제2 영역(200b)이 잔존되도록, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)을 제거하는 단계, 상기 기판(100), 상기 제1 물질층(200), 상기 베이스 패턴(110)을 덮고 상기 기판(100)의 상부면과 평행한 제3 영역(400a) 및 상기 기판(100)의 상부면과 직각인 제4 영역(400b)을 포함하는 상기 제2 물질층(400)을 형성하는 단계, 상기 제3 및 제4 영역(400a, 400b) 중에서 상기 제3 영역(400a) 상에 선택적으로 상기 제2 희생층(320)을 형성하는 단계, 및 상기 제4 영역(400b)이 잔존되도록, 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법은, 상기 제2 희생층(320)을 제거하는 단계 이후, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 층을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 베이스 패턴 상에 서로 다른 물질층을 형성하고, 서로 다른 물질층 중 어느 하나의 물질층을 제거하는 간단한 공정으로, 초미세한 폭을 갖는 패턴이 제조될 수 있다.
이상, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400)이 복수회 형성된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법이 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 초미세 패턴의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 베이스 패턴(110)을 포함하는 기판(100)이 준비된다. 이후, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 제1 물질층(200)을 형성하는 단계(S200), 상기 제1 희생층(310)을 형성하는 단계(S300), 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제1 희생층(310)을 제거하는 단계(S400), 상기 제2 물질층을 형성하는 단계(S500), 상기 제2 희생층(320)을 형성하는 단계(S600), 및 상기 제3 영역(400a) 및 상기 제2 희생층(320)을 제거하는 단계(S700)가 하나의 유닛 공정(unit process)을 이루고, 상기 유닛 공정은 복수회 반복될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 패턴(110) 상에 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400)이 교대로 복수회 적층된 구조체가 형성될 수 있다. 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400)은 각각, 상기 제2 영역(200b) 및 상기 제4 영역(400b)이 잔존되고, 상기 제1 영역(200a) 및 상기 제3 영역(400a)이 제거됨에 따라, 상기 기판(100)의 상부면과 수직 방향으로 연장될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400)이 교대로 복수회 적층된 구조체가 형성된 이후, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 층이 선택적으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 무기 물질을 포함하고, 상기 제2 물질층(400)이 유기 물질을 포함하는 경우, 상기 제2 물질층(400)이 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 어느 하나의 층은, 식각 용액을 통하여 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 식각 용액은 H3PO4 또는 Diluted HF(100:1)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 물질층(200)이 Al2O3이고 상기 제2 물질층(400)이 알루미늄 알콕사이드인 경우, 상기 제2 물질층(400)은 H3PO4를 통하여 제거될 수 있다. 다른 예를 덜어, 상기 제1 물질층(200)이 In2O3이고 상기 제2 물질층(400)이 Indium alkoxide인 경우, 상기 제2 물질층은 Diluted HF(100:1)을 통하여 제거될 수 있다.
또한, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400)이 교대로 복수회 적층된 구조체가 형성된 이후, 상기 베이스 패턴(110)이 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(100) 상에 복수의 유닛 패턴(210)들을 포함하는 그룹 패턴(220)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질층(200) 및 상기 제2 물질층(400) 중 상기 제2 물질층(400)이 제거되는 경우, 상기 유닛 패턴(210)은 상기 제1 물질층(200)이고, 상기 그룹 패턴(220)은 복수의 상기 제1 물질층(200)일 수 있다. 이에 따라, 상기 유닛 패턴(210)은 상기 기판(100)의 상부면과 수직 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 그룹 패턴(220)들 사이의 거리(d2)는 상기 그룹 패턴(220) 내의 복수의 상기 유닛 패턴(210)들 사이의 거리(d1)보다 긴 것을 포함할 수 있다. 즉, 복수의 상기 유닛 패턴(210)들 사이의 거리(d1)가 짧은 초미세 패턴이 제공될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 무기 물질층 및 유기 물질층이 교대로 적층된 것을 촬영한 사진이다.
도 12를 참조하면, 기판 상에 TMA제공 단계-N2 퍼지 단계-HQ 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 알루미늄 알콕사이드층을 형성하였다. 이후, 알루미늄 알콕사이드층 상에 TMA 제공 단계-N2 퍼지 단계-H2O 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 Al2O3 층을 형성하였다. 이후, 알루미늄 알콕사이드층(유기 물질층) 및 Al2O3 층(무기 물질층)이 적층된 구조체를 SEM(Scanning Electron Microscope) 촬영하였다. 도 12에서 확인할 수 있듯이, 상기 알루미늄 알콕사이드층 및 Al2O3층이 교대로 적층되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법에 따라, 유기 물질층 및 무기 물질층을 교대로 적층시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴의 제조 방법 중 유기 물질층과 무기 물질층의 식각률 차이를 비교하는 그래프이다.
도 13을 참조하면, 베이스 패턴을 포함하는 기판이 준비된다. 상기 기판 상에 TMA 제공 단계-N2 퍼지 단계-H2O 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 Al2O3 층을 형성하였다. 이후, Al2O3층 상에 TMA제공 단계-N2 퍼지 단계-HQ 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 알루미늄 알콕사이드층을 형성하였다. 상기 Al2O3 층 및 알루미늄 알콕사이드층이 형성된 기판을 H2PO4 용액을 통하여 식각한 후, 각 층에 대한 식각률(etching rate, nm/s)을 측정하여 나타내었다.
도 13에서 확인할 수 있듯이, 상기 Al2O3층(무기 물질층)과 비교하여 상기 알루미늄 알콕사이드층(유기 물질층)의 식각률이 약 7배 가량 현저히 높게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 14를 참조하면, 베이스 패턴을 포함하는 기판이 준비된다. 상기 기판 상에 INCA-1 제공 단계-N2 퍼지 단계-H2O2 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 In2O3층을 형성하였다. 이후, In2O3층 상에 INCA-1 제공 단계-N2 퍼지 단계-HQ 제공 단계-N2 퍼지 단계를 수행하여 Indium alkoxide 층을 형성하였다. 상기 In2O3층 및 Indium alkoxide 층이 형성된 기판을 Diluted HF(100:1) 용액을 통하여 식각한 후, 각 층에 대한 식각률(etching rate, nm/s)을 측정하여 나타내었다.
도 14에서 확인할 수 있듯이, 상기 In2O3층(무기 물질층)과 비교하여 상기 Indium alkoxide 층(유기 물질층)의 식각률이 약 8배 가량 현저히 높게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 13 및 도 14를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 초미세 패턴을 제조하는 경우, 유기 물질층과 무기 물질층 중 유기 물질층을 선택적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 기판
110: 베이스 패턴
200: 제1 물질층
210: 유닛 패턴
220: 그룹 패턴
310, 320: 제1 희생층, 제2 희생층
400: 제2 물질층
110: 베이스 패턴
200: 제1 물질층
210: 유닛 패턴
220: 그룹 패턴
310, 320: 제1 희생층, 제2 희생층
400: 제2 물질층
Claims (13)
- 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 제1 및 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층을 형성하는 단계;
상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계;
상기 기판, 상기 제1 물질층, 및 상기 베이스 패턴을 덮고, 제3 및 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계;
상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계; 및
상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 제1 희생층을 형성하는 단계는,
상기 제1 물질층 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 제2 희생층을 형성하는 단계는,
상기 제2 물질층 상에, 탄소(C) 및 불소(F)를 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제3 영역은, 각각 상기 기판의 상부면과 평행한 상기 제1 및 제2 물질층의 일 영역이고,
상기 제2 영역 및 상기 제4 영역은, 각각 상기 기판의 상부면과 직각인 상기 제1 및 제2 물질층의 일 영역인 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 물질층의 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계에서, 상기 제1 물질층의 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층은 동시에 제거되고,
상기 제2 물질층의 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계에서, 상기 제2 물질층의 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층은 동시에 제거되는 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 물질층은 무기 물질을 포함하고, 상기 제2 물질층은 유기 물질을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 제1 및 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층을 형성하는 단계;
상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계;
상기 기판, 상기 제1 물질층, 및 상기 베이스 패턴을 덮고, 제3 및 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계;
상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계; 및
상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 제1 물질층은 Al2O3를 포함하고, 상기 제2 물질층은 알루미늄 알콕사이드(alkoxide)를 포함하며,
상기 제2 물질층을 형성하는 단계는,
상기 기판 상에, 알루미늄을 포함하는 제1 전구체를 제공하는 단계, 및
상기 제1 전구체가 제공된 상기 기판 상에, 벤젠 고리를 포함하는 제2 전구체를 제공하는 단계를 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 삭제
- 제6 항에 있어서,
상기 제2 전구체는, HQ(Hydroquinone)인 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 제1 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 제2 희생층을 제거하는 단계 이후,
상기 제1 물질층 및 상기 제2 물질층 중 어느 하나의 층을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 제1 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 제1 물질층을 형성하는 단계, 상기 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계, 상기 제2 물질층을 형성하는 단계,
상기 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계는 하나의 유닛 공정(unit process)를 이루고,
상기 유닛 공정은 복수회 반복되는 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 베이스 패턴을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
상기 베이스 패턴 및 상기 기판을 덮고, 제1 및 제2 영역을 포함하는 제1 물질층을 형성하는 단계;
상기 제1 및 제2 영역 중에서 상기 제1 영역 상에 선택적으로(selectively) 제1 희생층을 형성하는 단계;
상기 제2 영역이 잔존되도록, 상기 제1 영역 및 상기 제1 희생층을 제거하는 단계;
상기 기판, 상기 제1 물질층, 및 상기 베이스 패턴을 덮고, 제3 및 제4 영역을 포함하는 제2 물질층을 형성하는 단계;
상기 제3 및 제4 영역 중에서 상기 제3 영역 상에 선택적으로 제2 희생층을 형성하는 단계; 및
상기 제4 영역이 잔존되도록, 상기 제3 영역 및 상기 제2 희생층을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 제1 희생층 및 상기 제2 희생층 중 어느 하나는 플루오린화 탄소(CFx, x>0)를 포함하거나,
상기 제1 물질층은 금속 산화물을 포함하고, 상기 제2 물질층은 금속 알콕사이드(alkoxide)를 포함하며,
상기 제2 물질층은 금속을 포함하는 제1 전구체와 벤젠 고리를 포함하는 제2 전구체가 반응되어 형성된 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 제11 항에 있어서,
상기 베이스 패턴은, 상기 기판의 상부면과 수직 방향으로 연장되는 것을 포함하는 초미세 패턴의 제조 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180061692A KR102630085B1 (ko) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 초미세 패턴 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180061692A KR102630085B1 (ko) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 초미세 패턴 및 그 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190136249A KR20190136249A (ko) | 2019-12-10 |
| KR102630085B1 true KR102630085B1 (ko) | 2024-01-25 |
Family
ID=69002424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180061692A KR102630085B1 (ko) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 초미세 패턴 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102630085B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102432185B1 (ko) * | 2020-06-05 | 2022-08-12 | 한양대학교 산학협력단 | 미세 패터닝 방법 |
| KR20240046672A (ko) | 2022-10-01 | 2024-04-09 | 안진호 | 인덕션가열 가능한 도시락 용기 내 단열판 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015156414A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| US20180143536A1 (en) | 2016-11-22 | 2018-05-24 | Tokyo Electron Limited | Pattern forming method for forming a pattern |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9184058B2 (en) * | 2013-12-23 | 2015-11-10 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming patterns by using a brush layer and masks |
| KR101785508B1 (ko) | 2016-03-25 | 2017-10-17 | 숭실대학교산학협력단 | 능동형 메타물질 어레이 및 그 제조 방법 |
| US10483109B2 (en) * | 2016-04-12 | 2019-11-19 | Tokyo Electron Limited | Self-aligned spacer formation |
-
2018
- 2018-05-30 KR KR1020180061692A patent/KR102630085B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015156414A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| US20180143536A1 (en) | 2016-11-22 | 2018-05-24 | Tokyo Electron Limited | Pattern forming method for forming a pattern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190136249A (ko) | 2019-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8623770B1 (en) | Method for sidewall spacer line doubling using atomic layer deposition of a titanium oxide | |
| US9633851B2 (en) | Semiconductor device including small pitch patterns | |
| JP5356516B2 (ja) | 凹凸パターン形成方法 | |
| US6071815A (en) | Method of patterning sidewalls of a trench in integrated circuit manufacturing | |
| KR101779112B1 (ko) | 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법 | |
| CN106707686B (zh) | 反转色调图案化的方法 | |
| US6074951A (en) | Vapor phase etching of oxide masked by resist or masking material | |
| KR100996072B1 (ko) | 반도체 장치 제조 방법 | |
| JP2009182075A (ja) | インプリントによる構造体の製造方法 | |
| US8956962B2 (en) | Method for fabricating large-area nanoscale pattern | |
| US20060292497A1 (en) | Method of forming minute pattern of semiconductor device | |
| US10859913B2 (en) | Superstrate and a method of using the same | |
| JP2010225899A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR102630085B1 (ko) | 초미세 패턴 및 그 제조 방법 | |
| CN102315158A (zh) | 形成半导体器件的接触孔的方法 | |
| CN103094095A (zh) | 制造半导体器件的方法 | |
| JPH0677180A (ja) | 細線状エッチングマスクの製造方法 | |
| US9308676B2 (en) | Method for producing molds | |
| US20110104322A1 (en) | Templates used for nanoimprint lithography and methods for fabricating the same | |
| US7704861B2 (en) | Electron beam microprocessing method | |
| CN108573865B (zh) | 半导体器件及其形成方法 | |
| JP5499920B2 (ja) | 半導体光デバイスの製造方法 | |
| CN107742608B (zh) | 双重图形侧墙掩膜刻蚀工艺 | |
| KR20200077646A (ko) | 금속 촉매 화학 식각을 이용한 마이크로 및 나노 구조물 형성방법 | |
| US20200006070A1 (en) | Material selective regrowth structure and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |