KR20060113162A - Method of forming patterns for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 내용에 따라 반도체 소자의 페리·코어 영역의 패턴을 셀 영역의 패턴과 동시에 형성하는 과정을 순서대로 나타낸 평면도이다.1A to 1E are plan views sequentially illustrating a process of simultaneously forming a pattern of a ferry core region of a semiconductor device and a pattern of a cell region according to the present invention.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 내용에 따라 반도체 소자의 페리·코어 영역의 패턴을 셀 영역의 패턴과 동시에 형성하는 과정을 순서대로 나타낸 단면도이다.2A to 2H are cross-sectional views sequentially illustrating a process of simultaneously forming a pattern of a ferry-core region of a semiconductor device with a pattern of a cell region according to the present invention.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 내용에 따라 게이트 패턴을 형성하는 과정을 순서대로 나타낸 평면도이다.3A to 3H are plan views sequentially illustrating a process of forming a gate pattern according to the contents of the present invention.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 내용에 따라 게이트 패턴을 형성하는 과정을 순서대로 나타낸 단면도이다.4A through 4H are cross-sectional views sequentially illustrating a process of forming a gate pattern according to the present disclosure.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 10': 기판 12 : 피식각막10, 10 ': substrate 12: etched film
12', 12a': 폴리 실리콘막 13', 13a': 텅스텐 실리사이드막12 ', 12a':
14a': 게이트 패턴 22 : 제 1 하드마스크막14a ': Gate pattern 22: First hard mask film
22a, 22a': 제 1 하드마스크 패턴 24 : 제 2 하드마스크막22a, 22a ': first hard mask pattern 24: second hard mask film
22', 24': 실리콘 나이트라이드막 24a, 24a': 스페이서22 ', 24':
24b, 24b': 제 2 하드마스크 패턴 34, 34': 희생막24b, 24b ':
34a, 34a': 희생 패턴 42, 44, 42', 44', 46' : 포토레지스트 패턴34a, 34a ':
본 발명은 반도체 소자의 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히, 노광 장비의 해상도 한계를 벗어나는 미세한 패턴과 해상도 한계 내의 큰 패턴을 동시에 형성하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a pattern of a semiconductor device, and more particularly, to a method of simultaneously forming a fine pattern outside the resolution limit of an exposure apparatus and a large pattern within the resolution limit.
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 디자인룰이 계속 감소하고 있다. 디자인룰의 감소 속도가 노광 장비의 개발 속도보다 빠르게 진행됨에 따라, 노광 장비의 해상도 한계 내의 패턴보다 작은 패턴을 형성하기 위하여 스페이서(spacer) 하드마스크에 의한 패터닝 공정을 사용하고 있다. 이 공정에서는 스페이서로 이루어진 하드마스크 패턴을 형성한다. 하드마스크 패턴의 크기는 스페이서의 두께에 해당하므로 하드마스크막의 증착 두께를 얇게 하여 노광 장비의 해상도를 벗어나는 미세한 패턴까지 형성할 수 있다. 그러나 스페이서를 이용한 패터닝 공정에 의하여는 스페이서 두께에 해당하는 동일한 크기의 패턴만 형성할 수 있으므로 서로 다른 크기의 패턴을 형성하는 데는 문제가 있다. 따라서 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴을 형성하기에는 유리하나, 페리·코어 영역의 다양한 모양과 크기의 패턴은 형성하기 어렵다. 또한, 셀 영역의 패턴이라도 일정한 피치를 갖고 반복되는 미세한 패턴과 모양과 크기가 다른 패턴은 동시에 형성하기 어렵다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, design rules continue to decrease. As the speed of reduction of design rules is faster than the development speed of exposure equipment, patterning processes using spacer hard masks are used to form patterns smaller than the patterns within the resolution limits of the exposure equipment. In this step, a hard mask pattern made of a spacer is formed. Since the size of the hard mask pattern corresponds to the thickness of the spacer, it is possible to form a fine pattern beyond the resolution of the exposure apparatus by making the deposition thickness of the hard mask film thin. However, in the patterning process using the spacers, only patterns having the same size corresponding to the thickness of the spacers may be formed, thereby forming patterns having different sizes. Therefore, although it is advantageous to form a repeating fine pattern of the cell region, it is difficult to form patterns of various shapes and sizes of the ferry core region. In addition, even in the pattern of the cell region, it is difficult to simultaneously form a minute pattern having a constant pitch and a pattern having a different shape and size.
본 발명의 목적은 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴과 페리·코어 영역의 다양한 모양과 크기를 갖는 패턴을 동시에 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 같은 셀 영역의 패턴이라도 반복되는 미세한 패턴과 이와 모양과 크기가 다른 패턴을 동시에 형성하는 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for simultaneously forming a repeating fine pattern of a cell region and a pattern having various shapes and sizes of a ferry core region. In addition, the present invention provides a method of simultaneously forming a fine pattern that is repeated even in a pattern of the same cell region and a pattern having a different shape and size.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 기판 상의 피식각막 위에 제 1 하드마스크막으로 이루어진 제 1 하드마스크 패턴을 형성한다. 상기 제 1 하드마스크 패턴이 형성된 상기 피식각막 위에 희생 패턴을 형성한다. 상기 제 1 하드마스크 패턴과 상기 희생 패턴의 둘레에 제 2 하드마스크막으로 이루어진 스페이서를 형성한다. 상기 희생 패턴을 선택적으로 제거하여 상기 피식각막 위에 스페이서로 이루어진 제 2 하드마스크 패턴을 형성한다. 상기 제 1 하드마스크 패턴과 상기 제 2 하드마스크 패턴을 식각 마스크로 삼아 상기 피식각막을 식각하여 반도체 소자의 패턴을 형성한다. In order to achieve the above object, the present invention forms a first hard mask pattern made of a first hard mask film on an etched film on a semiconductor substrate. A sacrificial pattern is formed on the etched film on which the first hard mask pattern is formed. A spacer including a second hard mask layer is formed around the first hard mask pattern and the sacrificial pattern. The sacrificial pattern may be selectively removed to form a second hard mask pattern including a spacer on the etched film. The etching target layer is etched using the first hard mask pattern and the second hard mask pattern as an etching mask to form a pattern of a semiconductor device.
상기 제 1 하드마스크 패턴은 페리·코어 또는 셀 영역의 다양한 모양과 크기를 갖는 패턴을 정의하고, 제 2 하드마스크 패턴은 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴을 정의할 수 있다.The first hard mask pattern may define a pattern having various shapes and sizes of a ferry core or a cell region, and the second hard mask pattern may define a minute fine pattern of the cell region.
상기 제 1 하드마스크막 식각 시 상기 피식각막이 식각되는 것을 방지하기 위하여 상기 피식각막과 상기 제 1 하드마스크막 사이에 식각 방지막을 형성할 수 있다. An etching prevention layer may be formed between the etching target layer and the first hard mask layer to prevent the etching target layer from being etched when the first hard mask layer is etched.
본 발명에 의하여, 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴과 페리·코어 영역의 다 양한 모양과 크기를 갖는 패턴을 동시에 형성할 수 있다.According to the present invention, a repeating fine pattern of the cell region and a pattern having various shapes and sizes of the ferry core region can be simultaneously formed.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the size or thickness of the film or regions in the drawings is exaggerated for clarity of the specification, elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same element.
도 1a 내지 도 1e 및 도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 구체적인 내용에 따라 페리·코어 또는 셀 영역의 다양한 모양과 크기를 갖는 패턴과 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴을 동시에 형성하는 방법을 설명하기 위하여 그 과정을 순서대로 나타낸 평면도와 단면도이다.1A to 1E and 2A to 2H illustrate a method of simultaneously forming a pattern having various shapes and sizes of a ferry core or cell region and a repeating fine pattern of the cell region according to the present invention. It is a top view and sectional drawing which showed the process in order.
도 1a는 제 1 하드마스크 패턴을 정의하기 위해 형성된 포토레지스트 패턴(42)을 보여주는 평면도이다. 상기 제 1 하드마스크 패턴은 도 1a에 나타낸 바와 같이 페리·코어 영역의 패턴과 셀 영역의 패턴 중 반복되는 미세 패턴과 다른 패턴을 정의하기 위한 것이다. 도 2a는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.1A is a plan view showing a
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(10) 상의 피식각막(12) 위에 제 1 하드마스크막(22)을 형성하고 상기 제 1 하드마스크막(22) 위에 제 1 하드마스크 패턴을 정의하기 위한 포토레지스트 패턴(42)을 형성한다. Referring to FIG. 2A, a photoresist for forming a first
상기 피식각막(12)과 상기 제 1 하드마스크막(22)은 패턴의 용도와 공정 계 획에 따라 구성 물질이 달라질 수 있다. The
예를 들면, 반도체 소자의 활성 패턴을 형성할 때 실리콘 나이트라이드 하드마스크를 상기 제 1 하드마스크막(22)으로 사용할 수 있고, 이 경우 상기 피식각막(12)은 패드 실리콘 옥사이드나 실리콘 기판이 될 수 있다. 또는 폴리 실리콘 하드마스크를 사용하여 실리콘 나이트라이드 하드마스크 패턴을 형성할 경우에는 상기 제 1 하드마스크막(22)은 폴리 실리콘이 되고, 상기 피식각막(12)은 실리콘 나이트라이드가 된다.For example, when forming an active pattern of a semiconductor device, a silicon nitride hard mask may be used as the first
또한, 게이트 패턴을 형성하는 공정에서 상기 피식각막(12)은 폴리 실리콘, 텅스텐 실리사이드, 텅스텐, 코발트 실리사이드 또는 이들의 적층구조와 같은 도전층이 될 수 있고, 이 경우 상기 제 1 하드마스크막(22)은 실리콘 나이트라이드막을 사용할 수 있다.In addition, in the process of forming a gate pattern, the
도 2b는 상기 포토레지스트 패턴(42)을 식각 마스크로 삼고 상기 제 1 하드마스크막(22)을 식각하여 제 1 하드마스크 패턴(22a)을 형성한 단계를 보여주는 단면도이다. 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)은 앞에서 설명한 바와 같이 페리·코어의 패턴 또는 셀 영역의 패턴 중 반복되는 미세 패턴과 다른 패턴을 정의하기 위한 하드마스크 패턴이다. 예를 들면, 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴의 일정 부분을 넓게 하여 이후 공정에서 콘택트가 형성될 수 있는 면적을 구비하도록 정의하기 위하여 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)을 사용할 수 있다. 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)을 형성하기 위한 상기 제 1 하드마스크막(22) 식각 시 상기 피식각막(12)이 식각되는 것을 막기 위하여 상기 피식각막(12)과 상기 제 1 하드마스크막(22) 사이에 식각 방지막을 사용할 수도 있다.FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a process of forming the first
도 1b는 제 2 하드마스크 패턴을 형성하기 위하여 중간 과정으로 거치는 희생 패턴을 정의하기 위한 포토레지스트 패턴(44)을 보여주는 평면도이다. 상기 제 2 하드마스크 패턴은 셀 영역의 반복되는 미세 패턴과 페리·코어 영역의 미세한 패턴을 정의하기 위한 것이다. 도 2c는 도 1b의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.FIG. 1B is a plan view illustrating a
도 1b와 도 2c를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)이 형성된 피식각막(12) 위에 희생막(34)을 형성하고, 상기 희생막(34) 위에 희생 패턴을 정의하는 포토레지스트 패턴(44)을 형성한다.1B and 2C, a photoresist pattern is formed on the etched
상기 희생막(34)은 SOG(Spin On Glass) 실리콘 옥사이드와 같은 평탄도가 우수한 박막을 사용하면 평탄화 공정을 별도로 필요로 하지 않는다. 상기 희생막(34)은 스페이서를 이용한 패터닝 공정 중 제거되는 막이므로 상기 제 1 하드마스크막(22)과 식각 선택비가 있는 막을 사용한다.The
상기 제 1 하드마스크막(22)이 실리콘 나이트라이드인 경우에는 상기 희생막(34)은 실리콘 옥사이드를 사용할 수 있고, 상기 제 1 하드마스크막(22)이 폴리 실리콘인 경우 상기 희생막(34)은 실리콘 옥사이드나 실리콘 나이트라이드를 사용할 수 있다. 상기 제 1 하드마스크막(22)이 실리콘 옥사이드인 경우에는 상기 희생막(34)은 실리콘 나이트라이드를 사용할 수 있다. 그러나 상기 피식각막(12)의 물질에 따라 상기 제 1 하드마스크막(22)과 상기 희생막(34)의 물질에 제약이 가해질 수 있다.When the first
도 1c는 상기 피식각막(12) 위에 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 희 생 패턴(34a)이 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 2d는 도 1c의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.FIG. 1C is a plan view illustrating a step in which the first
도 2d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(44)을 마스크로 삼고 상기 희생막(34)을 식각하여 희생 패턴(34a)을 형성한다. 상기 제 1 하드마스크막(22)은 상기 희생막(34)과 식각 선택비가 있으므로 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)은 상기 희생막(34)의 식각에 의하여 공격을 받지 않는다. 따라서 상기 희생막(34)의 식각 후에 상기 피식각막(12) 위에는 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 희생 패턴(34a)이 존재한다. Referring to FIG. 2D, the
도 1c와 도 2d에 보이는 상기 희생 패턴(34a)의 피치(2P)는 형성하고자 하는 미세 패턴의 피치(P)의 2배이다. 이는 상기 희생 패턴(34a)의 둘레에 형성될 스페이서 형태의 하드마스크 패턴이 실제로 형성하고자 하는 패턴이고, 이 스페이서는 희생 패턴(34a)의 2배만큼 형성되므로 그 피치가 상기 희생 패턴(34a)의 반으로 줄기 때문이다.The
활성 패턴 형성 공정에서 실리콘 나이트라이드를 제 1 하드마스크막(22)으로 하고 실리콘 옥사이드를 희생막(24)으로 하여 희생 패턴(34a)을 형성할 때에는 상기 희생막(24)을 부분 식각하여 상기 희생막(34) 식각 시 하부의 패드 실리콘 옥사이드로 된 피식각막(12)이 제거되지 않도록 한다. 상기 희생 패턴(34a) 사이에 남은 희생막(34)은 제 2 하드마스크 패턴 형성 후 희생 패턴(34a)을 제거할 때 함께 제거될 수 있다. 앞에서 설명한 것처럼 패드 실리콘 옥사이드 위에 식각 방지막으로 SiON 막을 사용할 수도 있다.In the active pattern forming process, when the
도 2e를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 희생 패턴(34a)이 형성된 피식각막(12) 위에 제 2 하드마스크막(24)을 형성한다. 상기 제 2 하드마스크막(24)은 상기 희생 패턴(34a) 둘레에 스페이서를 형성하기 위한 것으로 상기 제 1 하드마스크막(22)과 동일한 물질의 막을 사용할 수 있다. 또한, 열 실리콘 나이트라이드 또는 열 실리콘 옥사이드, USG(Undoped Silicon Glass), ALD(Atomic Layer Deposition)과 같이 스텝 커버리지가 양호한 막을 사용한다.Referring to FIG. 2E, a second
도 1d는 상기 희생 패턴(34a) 둘레에 스페이서(24a)가 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 2f는 도 1d의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.1D is a plan view illustrating a step in which spacers 24a are formed around the
도 1d와 도 2f를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 희생 패턴(34a) 위에 형성된 상기 제 2 하드마스크막(24)을 이방성 식각하여 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 희생 패턴(34a)의 둘레에 스페이서(24a)를 형성한다. 상기 희생 패턴(34a)의 둘레에 형성된 스페이서(24a)는 미세한 패턴을 제공하기 위한 제 2 하드마스크 패턴에 대응된다. Referring to FIGS. 1D and 2F, the first
도 1e는 상기 피식각막(12) 위에 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 제 2 하드마스크 패턴(24b)이 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 2g는 도 1e의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.FIG. 1E is a plan view illustrating a process of forming a first
도 1e와 도 2g를 참조하면, 상기 희생 패턴(34a)을 건식각이나 습식각에 의하여 선택적으로 제거하여 상기 피식각막(12) 위에 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)을 남긴다. 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)은 페리·코어의 패턴 또는 셀 영역의 패턴 중 반복되는 미세한 패턴과 다른 패턴을 정의하고, 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)은 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴을 정의하기 위한 것이다.1E and 2G, the
상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)의 피치(P)는 앞에서 설명한 것처럼 제거된 상기 희생 패턴(34a)의 피치(2P)의 반이 된다. 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)의 크기는 제 2 하드마스크막(24)의 두께를 조절하여 정할 수 있고, 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)의 스페이스는 희생 패턴(34a)이 제거되어 형성되므로 희생 패턴(34a)의 피치와 크기를 조절하여 정할 수 있다.The pitch P of the second
도 2h를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a)과 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b)을 마스크로 삼고 피식각막(12)을 식각하여 피식각막 패턴(12a)을 형성한다. 상기 피식각막 패턴(12a)은 반도체 소자에서 필요한 여러 가지 패턴일 수 있으며, 활성 패턴이나 게이트 패턴 등이 여기에 해당할 수 있다.Referring to FIG. 2H, the
도 3a 내지 도 3h 및 도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 구체적인 내용에 따라 게이트 패터닝 공정에서 페리·코어 또는 셀 영역의 다양한 모양과 크기의 게이트 패턴과 셀 영역의 반복되는 미세한 게이트 패턴을 동시에 형성하는 방법을 설명하기 위하여 그 과정을 순서대로 나타낸 평면도와 단면도이다. 3A to 3H and 4A to 4H simultaneously form gate patterns of various shapes and sizes of ferry, core, or cell regions and repeating fine gate patterns of cell regions in a gate patterning process according to the present invention. In order to explain the method, a plan view and a cross-sectional view showing the process in order.
도 3a는 셀 내의 게이트 패턴 중 반복되는 미세한 게이트 패턴보다 큰 게이트 패턴을 정의하기 위해 형성된 포토레지스트 패턴(42')을 보여주는 평면도이다. 도 4a는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다. 3A is a plan view showing a photoresist pattern 42 'formed to define a gate pattern larger than a repeating fine gate pattern among gate patterns in a cell. 4A is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3A.
도 3a와 도 4a를 참조하면, 폴리 실리콘막(12')과 텅스텐 실리사이드막(13')으로 구성된 게이트 도전층 위에 제 1 하드마스크막인 실리콘 나이트라이드막(22') 을 형성하고, 상기 실리콘 나이트라이드막(22') 위에 상기 포토레지스트 패턴(42')을 형성한다. 3A and 4A, a silicon nitride film 22 'serving as a first hard mask film is formed on a gate conductive layer including a polysilicon film 12' and a tungsten silicide film 13 '. The photoresist pattern 42 'is formed on the nitride film 22'.
도 4b는 상기 포토레지스트 패턴(42')을 식각 마스크로 삼고 상기 실리콘 나이트라이드막(22')을 식각하여 제 1 하드마스크 패턴(22a')을 형성한 단계를 보여주는 단면도이다. 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')은 앞에서 설명한 바와 같이 셀 내의 게이트 패턴 중 반복되는 미세한 게이트 패턴보다 큰 게이트 패턴을 정의하기 위한 하드마스크 패턴이다. 4B is a cross-sectional view illustrating a step of forming the first
도 3b는 제 2 하드마스크 패턴을 형성하기 위하여 중간 과정으로 거치는 희생 패턴을 정의하기 위한 포토레지스트 패턴(44')을 보여주는 평면도이다. 상기 제 2 하드마스크 패턴은 셀 영역의 반복되는 미세한 게이트 패턴을 정의하기 위한 것이다. 도 4c는 도 3b의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.3B is a plan view illustrating a
도 3b와 도 4c를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')이 형성된 텅스텐 실리사이드막(13') 위에 실리콘 옥사이드 희생막(34')을 형성하고, 상기 실리콘 옥사이드 희생막(34') 위에 희생 패턴을 정의하는 포토레지스트 패턴(44')을 형성한다.3B and 4C, a silicon oxide
도 3c는 상기 텅스텐 실리사이드막(13') 위에 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 희생 패턴(34a')이 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 4d는 도 3c의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.3C is a plan view illustrating a step in which the first
도 4d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(44')을 마스크로 삼고 상기 실리콘 옥사이드 희생막(34')을 식각하여 상기 희생 패턴(34a')을 형성한다. 그러면 상 기 텅스텐 실리사이드막(13') 위에는 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 희생 패턴(34a')이 존재한다. Referring to FIG. 4D, the
도 4e를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 희생 패턴(34a')이 형성된 텅스텐 실리사이드막(13') 위에 제 2 하드마스크막인 실리콘 나이트라이드막(24')을 형성한다. 상기 실리콘 나이트라이드막(24')은 상기 희생 패턴(34a') 둘레에 스페이서를 형성하기 위한 것이다.Referring to FIG. 4E, a
도 3d는 상기 희생 패턴(34a') 둘레에 스페이서(24a')가 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 4f는 도 3d의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.3D is a plan view illustrating a step in which spacers 24a 'are formed around the
도 3d와 도 4f를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 희생 패턴(34a') 위에 형성된 상기 실리콘 나이트라이드막(24')을 이방성 식각하여 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 희생 패턴(34a') 둘레에 스페이서(24a')를 형성한다. 상기 희생 패턴(34a')의 둘레에 형성된 스페이서(24a')는 셀 안의 반복되는 미세한 게이트 패턴을 제공하기 위한 제 2 하드마스크 패턴에 대응된다.3D and 4F, the first
도 3e는 상기 텅스텐 실리사이드막(13') 위에 실리콘 나이트라이드로 이루어진 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 제 2 하드마스크 패턴(24b')이 형성된 단계를 보여주는 평면도이다. 도 4g는 도 3e의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이다.3E is a plan view illustrating a step of forming the first
도 3e와 도 4g를 참조하면, 상기 희생 패턴(34a')을 건식각이나 습식각에 의하여 선택적으로 제거하여 상기 텅스텐 실리사이드막(13') 위에 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b')을 남긴다. 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')은 셀 내의 게이트 패턴 중 반복되는 미 세한 게이트 패턴보다 큰 게이트 패턴을 정의하고, 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b')은 셀 영역의 반복되는 미세한 게이트 패턴을 정의하기 위한 것이다. 3E and 4G, the
도 3f와 도 4h를 참조하면, 상기 제 1 하드마스크 패턴(22a')과 상기 제 2 하드마스크 패턴(24b')을 마스크로 삼고 상기 텅스텐 실리사이드막(13')과 상기 폴리 실리콘막(12')을 식각하여 상기 텅스텐 실리사이드막(13a')과 상기 폴리 실리콘막(12a')의 적층으로 이루어진 게이트 패턴(14a')을 형성한다.3F and 4H, the
도 3f에 보이는 바와 같이 상기 제 2 하드마스크 패턴(24a')에 의해 형성된 게이트 패턴(14')은 스페이서 방식으로 만들어져서 두 라인씩 서로 연결되어 있다. 도 3g는 서로 연결된 상기 게이트 패턴(14')을 분리시키기 위하여 상기 게이트 패턴(14') 위에 포토레지스트 마스크(46')를 형성한 단계를 나타내는 평면도이다.As shown in FIG. 3F, the gate pattern 14 ′ formed by the second
도 3h는 상기 포토레지스트 마스크(46')를 이용하여 상기 게이트 패턴(14')의 에지를 식각하여 제거함으로써 분리한 게이트 라인 패턴을 보여준다.FIG. 3H shows a gate line pattern separated by etching and removing an edge of the gate pattern 14 ′ using the
이와 같이 본 발명에 의하여, 스페이서를 이용하여 셀 안의 반복되는 미세한 게이트 패턴을 형성할 때, 셀 안의 다른 모양과 크기의 게이트 패턴과 페리·코어의 다양한 게이트 패턴을 동시에 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, when a minute gate pattern is repeated in a cell using a spacer, gate patterns having different shapes and sizes in the cell and various gate patterns of the ferry core can be simultaneously formed.
또한, 본 발명은 셀과 페리·코어의 패턴을 함께 형성하는 것뿐 아니라 임베디드 소자의 다른 영역의 다양한 패턴을 형성하는데도 사용될 수 있을 것이다.In addition, the present invention may be used not only to form a pattern of a cell and a ferry core, but also to form various patterns of other regions of an embedded device.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible by the person skilled in the art within the technical idea of this invention.
본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법에서는 피식각막 위에 셀 영역의 반복되는 미세한 패턴과 페리·코어 영역의 다양한 모양과 크기를 갖는 패턴을 정의하는 하드마스크를 형성한다. 이렇게 형성된 하드마스크를 이용하여 피식각막을 식각함으로써 다양한 모양과 크기의 페리·코어의 패턴과 셀 패턴을 동시에 형성할 수 있어 공정이 간단해 질 수 있다. In the method for forming a pattern of a semiconductor device according to the present invention, a hard mask is formed on the etched film to define a repeated fine pattern of the cell region and a pattern having various shapes and sizes of the ferry core region. By etching the etched film using the hard mask thus formed, the ferrite core pattern and the cell pattern of various shapes and sizes can be simultaneously formed, thereby simplifying the process.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100866723B1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-11-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor device and method for forming fine pattern of the same |
WO2009137199A2 (en) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Applied Materials, Inc. | Boron nitride and boron-nitride derived materials deposition method |
US8216948B2 (en) | 2008-08-29 | 2012-07-10 | Hynix Semiconductor Inc | Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same |
US8227354B2 (en) | 2009-01-07 | 2012-07-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming semiconductor device patterns |
US8247291B2 (en) | 2010-01-28 | 2012-08-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming fine patterns in integrated circuit devices and methods of manufacturing integrated circuit devices including the same |
US8310055B2 (en) | 2008-12-24 | 2012-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices having narrow conductive line patterns and related methods of forming such semiconductor devices |
US8338310B2 (en) | 2009-05-25 | 2012-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming line/space patterns |
US8337950B2 (en) | 2007-06-19 | 2012-12-25 | Applied Materials, Inc. | Method for depositing boron-rich films for lithographic mask applications |
US8618679B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pattern structures in semiconductor devices |
US8623772B2 (en) | 2009-01-22 | 2014-01-07 | SK Hynix Inc. | Method of forming patterns of semiconductor device |
US8759224B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-06-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming a pattern structure for a semiconductor device |
KR101540083B1 (en) * | 2008-10-22 | 2015-07-30 | 삼성전자주식회사 | Method of forming patterns for semiconductor device |
-
2005
- 2005-04-29 KR KR1020050036069A patent/KR20060113162A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7776747B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-08-17 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor device and method for forming pattern in the same |
KR100866723B1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-11-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor device and method for forming fine pattern of the same |
US8337950B2 (en) | 2007-06-19 | 2012-12-25 | Applied Materials, Inc. | Method for depositing boron-rich films for lithographic mask applications |
WO2009137199A2 (en) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Applied Materials, Inc. | Boron nitride and boron-nitride derived materials deposition method |
WO2009137199A3 (en) * | 2008-04-04 | 2009-12-30 | Applied Materials, Inc. | Boron nitride and boron-nitride derived materials deposition method |
CN102017081A (en) * | 2008-04-04 | 2011-04-13 | 应用材料股份有限公司 | Boron nitride and boron-nitride derived materials deposition method |
US8148269B2 (en) | 2008-04-04 | 2012-04-03 | Applied Materials, Inc. | Boron nitride and boron-nitride derived materials deposition method |
US8216948B2 (en) | 2008-08-29 | 2012-07-10 | Hynix Semiconductor Inc | Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same |
US9117654B2 (en) | 2008-10-22 | 2015-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming fine patterns in integrated circuit devices |
KR101540083B1 (en) * | 2008-10-22 | 2015-07-30 | 삼성전자주식회사 | Method of forming patterns for semiconductor device |
US8310055B2 (en) | 2008-12-24 | 2012-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices having narrow conductive line patterns and related methods of forming such semiconductor devices |
US8629052B2 (en) | 2008-12-24 | 2014-01-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming semiconductor devices having narrow conductive line patterns |
US8227354B2 (en) | 2009-01-07 | 2012-07-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming semiconductor device patterns |
US8623772B2 (en) | 2009-01-22 | 2014-01-07 | SK Hynix Inc. | Method of forming patterns of semiconductor device |
US8338310B2 (en) | 2009-05-25 | 2012-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming line/space patterns |
US8618679B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pattern structures in semiconductor devices |
US9558993B2 (en) | 2009-09-15 | 2017-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pattern structures in semiconductor devices and methods of forming pattern structures in semiconductor devices |
US8247291B2 (en) | 2010-01-28 | 2012-08-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming fine patterns in integrated circuit devices and methods of manufacturing integrated circuit devices including the same |
US8759224B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-06-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming a pattern structure for a semiconductor device |
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