KR20060135126A - Method of forming pattern of a semiconductor device - Google Patents

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류정도
박영욱
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강만석
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Abstract

A method for forming a pattern in a semiconductor device is provided to form a pattern of a micro pattern by repeating a series of deposition and etching processes. A first sacrificial layer is formed on a substrate, and then is patterned to form a line type sacrificial pattern on the substrate. A spacer film is deposited along a profile of an upper portion of the sacrificial pattern in a uniform thickness. The spacer film is partially removed to expose the substrate and thus form spacer having a first line width on sidewalls of the sacrificial pattern and a second pattern(112) having a second line width wider than the first line width. A second sacrificial film is formed to sufficiently bury the spacers and the second pattern. The spacers and the second pattern are subjected to a planarization process to form first pattern(116).

Description

반도체 소자의 패턴 형성 방법{Method of forming pattern of a semiconductor device}Method of forming pattern of a semiconductor device

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : 반도체 기판 102 : 제1희생막100 semiconductor substrate 102 first sacrificial film

104 : 희생 패턴 106 : 스페이서막104: sacrificial pattern 106: spacer film

108 : 포토레지스트 패턴 110 : 스페이서108: photoresist pattern 110: spacer

112 : 제2패턴 114 : 제2희생막112: second pattern 114: second sacrificial film

116 : 제1패턴116: first pattern

본 발명은 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 일련의 증착 및 식각 공정으로 미세 선폭을 갖는 패턴을 형성하여 소자의 고집적화에 유리한 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a pattern of a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a method of forming a pattern of a semiconductor device, which is advantageous in high integration of a device by forming a pattern having a fine line width through a series of deposition and etching processes.

일반적으로, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 포토리소그래피 공정은 주 마스크의 패턴을 절연막이나 금속막을 개재하여 반도체 기판 상에 도포되어 있는 포토레지스트 막에 전사한 다음, 상기 포토레지스트 막을 패터닝하여 제거하여 반도체 기판 상에 작업 마스크(work mask)를 형성하는 과정을 의미한다.In general, in the manufacturing process of a semiconductor device, a photolithography process transfers a pattern of a main mask to a photoresist film applied on a semiconductor substrate through an insulating film or a metal film, and then patternes and removes the photoresist film to remove the semiconductor. The process of forming a work mask on a substrate.

통상적인 포토리소그래피 공정에 의하면, 반도체 기판 상에 절연막이나 도전막 등과 같이 패턴이 형성되어야 하는 타겟 층위에 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막에 X선이나 자외선 등과 같은 광을 조사하여, 상기 포토레지스트 막의 설정된 영역과 설정되지 않은 영역에 각기 다른 용해도를 부여한다. 그 다음, 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하고, 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 타겟 층에 활성 영역(active region), 배선(wiring) 내지 콘택 홀(contact hole) 등을 형성하기 위한 타겟 층 패턴을 형성한다.According to a conventional photolithography process, a photoresist film is formed on a target layer on which a pattern is to be formed, such as an insulating film, a conductive film, or the like on a semiconductor substrate, and the photoresist film is irradiated with light such as X-rays or ultraviolet rays, thereby Different solubility is imparted to the set and unset areas of the resist film. Next, a photoresist pattern is formed by removing a portion having high solubility, and active regions, wirings, contact holes, and the like are formed in the target layer using the formed photoresist pattern as a mask. The target layer pattern for forming is formed.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 핵심으로 하는 반도체 제품의 대량 생산이 시작된 이후로 포토리소그래피 기술을 비약적으로 발전하였다. 통상적으로 DRAM의 집적도는 3년을 주기로 4배씩 증가하여 왔고, 그 밖의 다른 메모리 또는 로직 기술들도 꾸준히 발전하고 있다. 이에 따른 제품의 디자인 룰(Design Rule; minimum pattern size)도 4Mb DRAM의 약 0.8㎛에서 1Gb DRAM의 약 0.18㎛를 거쳐 비광학적 사진 식각 기술이 개발되고 있다.Photolithography technology has made great strides since mass production of semiconductor products based on DRAM (Dynamic Random Access Memory) began. Typically, the density of DRAM has quadrupled every three years, and other memory or logic technologies are steadily advancing. As a result, a non-photolithographic etching technique is being developed through a design rule (minimum pattern size) of a product from about 0.8 μm of 4Mb DRAM to about 0.18 μm of 1Gb DRAM.

하지만, 포토리소그래피 공정에서 해상력을 높이기 위해 여러 기술을 조합한다고 하여도 0.1㎛ 이하의 미세한 패턴을 구현하기가 쉽지 않으며, 이를 위해 새로운 광원 개발 등 여러 기술들이 시도되고 있다.However, even in the case of combining several technologies to increase the resolution in the photolithography process, it is not easy to implement a fine pattern of 0.1 μm or less, and various techniques such as the development of a new light source have been attempted.

현재 임계 치수의 한계를 극복하여 더 미세한 패턴을 형성하기 위한 방법 중 간단한 것은 신규 장비의 도입일 것이다.A simple method of overcoming the limitations of current critical dimensions to form finer patterns would be the introduction of new equipment.

하지만, 신규 장비를 새로 도입하는 것은 생산비용을 증가시킨다는 문제점이 있으며, 새로운 장비의 도입에 따른 새로운 공정으로 변경해야 한다는 문제점이 있다.However, the introduction of new equipment has a problem that increases the production cost, there is a problem that must be changed to a new process according to the introduction of new equipment.

이러한 신규 장비의 도입 없이, 현재 포토리소그래피 장비의 해상도 한계를 극복하기 위한 것으로 써멀 플로잉 공정(Thermal Flowing Process)과 화학 부착 공정(Chemical Attached Processm ; CAP)이 있다.Without the introduction of such new equipment, there are thermal flow processes and chemical attached processes (CAP) to overcome the resolution limitations of current photolithography equipment.

상기 써멀 플로잉 공정은 반도체 기판 상에 산화막 및 포토레지스트 패턴을 순차적으로 형성하고, 포토레지스트 패턴을 열처리하여 포토레지스트 패턴에 유동성을 부여함으로써 패턴의 선폭을 축소하는 기술이다. 상기 써멀 플로잉 공정은 포토레지스트 패턴을 구성하는 포토레지스트의 특성에 따라 공정 온도 및 시간을 조절하여 패턴의 임계 치수를 적절하게 축소할 수 있다.The thermal flow process is a technique of reducing the line width of a pattern by sequentially forming an oxide film and a photoresist pattern on a semiconductor substrate, and heat treating the photoresist pattern to impart fluidity to the photoresist pattern. The thermal flow process may appropriately reduce the critical dimension of the pattern by adjusting the process temperature and time according to the characteristics of the photoresist constituting the photoresist pattern.

하지만, 상기 써멀 플로잉 공정에 의한 방식은 근본적으로 포토리소그래피 장비의 해상도에 의존할 수밖에 없기 때문에 일정 이상의 해상도 한계의 극복을 기대할 수 없다.However, since the method of the thermal flow process is essentially dependent on the resolution of the photolithography equipment, it cannot be expected to overcome a certain resolution limit.

또한, 과도한 고온에서의 써멀 플로잉 공정을 수행하는 것은 해당 포토레지스트 패턴의 균일성을 저하시킬 수 있다. 즉, 온도가 올라갈수록 포토레지스트의 유동성을 증가하며, 유리 전이 온도 이상의 고온에서는 거의 액체에 가깝게 유동하여 심하게는 콘택 홀 등의 미세한 패턴을 막아버릴 수도 있다.In addition, performing the thermal flow process at excessively high temperatures may degrade the uniformity of the photoresist pattern. That is, as the temperature increases, the fluidity of the photoresist increases, and at a high temperature above the glass transition temperature, the fluid flows almost close to the liquid, and may block a fine pattern such as a contact hole.

구체적으로, 상기 포토레지스트는 고온의 환경에서 급격하게 물성이 변화할 수 있으며, 이는 고온에서 써멀 플로잉 공정은 온도 변화에 상당히 민감하게 변화한다는 것을 의미한다. 또한, 고온에서는 아주 미미한 온도 변화에 의해서도 패턴 선폭의 현저하게 변화할 수 있기 때문에, 온도 변화에 따른 선폭의 제어는 어렵다는 문제가 있다.Specifically, the photoresist may change its properties rapidly in a high temperature environment, which means that the thermal flow process at a high temperature changes significantly sensitive to temperature changes. In addition, since the pattern line width can be remarkably changed even at a very small temperature change, there is a problem that it is difficult to control the line width according to the temperature change.

현재 포토리소그래피 장비의 해상도 한계를 극복하기 위한 다른 방법으로 화학 부착 공정(Chemical Attached Process ; CAP)이 있으며, 화학 부착 공정에 관하여 대한민국 공개특허 제2000-001567호 및 대한민국 공개특허 제2000-009374호가 개시되어 있다.Another method for overcoming the resolution limitation of photolithography equipment is a chemical attached process (CAP), and Korean Patent Application Publication No. 2000-001567 and Korean Patent Application Publication No. 2000-009374 are disclosed. It is.

상기 화학 부착 공정은 반도체 기판 상에 형성된 포토레지스트 패턴에 수용성 폴리머과 같은 경화성 물질을 도포하고, 도포된 경화성 물질과 포토레지스트 패턴의 경계면에서 양 물질을 서로 반응시켜 경화층을 형성한다. 경화층을 패턴의 경계면에 부착함으로써 포토레지스트 패턴은 선폭이 소정의 양만큼 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.In the chemical adhesion process, a curable material such as a water-soluble polymer is applied to a photoresist pattern formed on a semiconductor substrate, and both materials react with each other at an interface between the applied curable material and the photoresist pattern to form a cured layer. By attaching the cured layer to the interface of the pattern, the photoresist pattern can obtain the effect of reducing the line width by a predetermined amount.

상기 화학 부착 공정은 상기 서멀 플로잉 공정에 비해 장비의 해상도 한계에 의한 영향을 적게 받으며, 포토레지스트 및 그 위에 도포되는 수용성 폴리머에 따라 부착되는 양이 안정적이어서, 현재 신규 장비의 도입 없이 현재 보유 장비의 해상도 한계를 극복하기 위한 용도로 유용하게 사용되고 있다.The chemical adhesion process is less affected by the resolution limit of the equipment than the thermal flow process, and the amount of adhesion is stable according to the photoresist and the water-soluble polymer applied thereon, so that the current equipment is currently maintained without introducing new equipment. It is usefully used to overcome the resolution limitation of.

하지만, 이러한 상기 화학 부착 공정도 경화층을 부착할 수 있는 한계가 있으며, 어느 한계 이상의 경화층을 부착하는 경우 오히려 공정이 불안정해질 수 있 으며, 실제 제품 생산 등에 적용할 수 없게 될 수도 있다. 또한, 상기 화학 부착 공정은 패턴의 모양, 패턴의 밀도 등에 의존하기 때문에 안정적으로 적용할 수 있는 조건의 한계를 갖고 있다.However, the chemical adhesion process also has a limit to attach a hardened layer, if the hardened layer is attached more than a certain limit rather than the process may be unstable, may not be applicable to the actual product production. In addition, since the chemical adhesion process depends on the shape of the pattern, the density of the pattern, etc., there is a limit of conditions that can be applied stably.

상기와 같은 종래 방법들은 공정이 복잡하고, 공정 재현성이 떨어져 실제 생산 고집적소자의 생산 공정의 양산 단계에 적용하기 어려운 문제점이 있다.The conventional methods as described above have a problem that the process is complicated and the process reproducibility is difficult to apply to the mass production stage of the actual production process of the high integration device.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 일련의 포토리소그래피 공정을 반복하여 포토리소그래피 장비의 한계에 의하여, 형성이 불가능한 미세한 선폭을 가지는 패턴을, 안정적이고 재현성 높게 형성할 수 있는 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to repeat a series of photolithography processes and, due to the limitations of photolithography equipment, a semiconductor device capable of forming a pattern having a fine line width that cannot be formed, stably and reproducibly. It is to provide a method of forming a pattern.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상에 제1희생막을 형성하는 단계와 상기 제1희생막을 패터닝하여 상기 기판 상에 라인 형태의 희생 패턴을 형성하는 단계와 상기 희생 패턴 상부의 프로파일을 따라 스페이서막을 균일한 두께로 증착하는 단계와 상기 기판이 노출되도록 상기 스페이서막을 부분적으로 제거하여 상기 희생 패턴의 측벽들 상에 제1선폭을 갖는 스페이서들을 형성하고, 상기 제1선폭보다 넓은 제2선폭을 갖는 제2패턴을 형성하는 단계와 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴이 충분히 매립되도록 제2희생막을 형성하는 단계와 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴이 노출되도록 평탄화 공정을 수행하여 스페이서들로부터 제1패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제 공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the step of forming a first sacrificial film on the substrate and patterning the first sacrificial film to form a sacrificial pattern in the form of a line on the substrate and the top of the sacrificial pattern Depositing a spacer film with a uniform thickness along a profile of, and partially removing the spacer film to expose the substrate to form spacers having a first line width on sidewalls of the sacrificial pattern, wherein the spacers have a first line width that is wider than the first line width. Forming a second pattern having a second line width, forming a second sacrificial layer to sufficiently fill the spacers and the second pattern, and performing a planarization process to expose the spacers and the second pattern. It provides a pattern forming method of a semiconductor device comprising the step of forming the first pattern from the.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 상에는 식각 방지막이 형성되어 있으며, 상기 스페이서막을 제거하는 단계는 상기 식각 방지막을 이용하는 이방성 식각을 통해 수행된다.According to an embodiment of the present invention, an etch stop layer is formed on the substrate, and the removing of the spacer layer is performed through anisotropic etching using the etch stop layer.

상기 스페이서들 및 상기 제2패턴은, 상기 희생 패턴과 인접한 영역의 스페이서막 상에 상기 제2선폭을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제2포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 희생 패턴의 표면이 노출되도록 상기 스페이서막을 부분적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.The spacers and the second pattern may form a photoresist pattern having the second line width on a spacer layer in a region adjacent to the sacrificial pattern, and the surface of the sacrificial pattern using the second photoresist pattern as an etching mask. The spacer layer may be formed by partially removing the spacer layer to expose the spacer layer.

또한, 상기 제1패턴 및 제2패턴을 제외한 부분을 기판이 드러나도록 제거하는 단계가 포함된다.The method may further include removing a portion of the substrate except for the first pattern and the second pattern to expose the substrate.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법은, 미세 선폭을 가지는 반도체 소자의 패턴을 안정적이고 재현성 높게 형성할 수 있다.The pattern formation method of the semiconductor element which concerns on this invention comprised in this way can form the pattern of the semiconductor element which has a fine line width with high stability and reproducibility.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 제1희생막(102)을 형성한다. 이어서, 상기 제1희생막(102)을 패터닝하여 상기 반도체 기판(100) 상에 라인 형태의 희생 패턴(104)을 형성한다. 상기 희생 패턴(104)은 후술되어지는 제1패턴(116)이 정의되는 영역에 형성된다.1 and 2, the first sacrificial layer 102 is formed on the semiconductor substrate 100. Subsequently, the first sacrificial layer 102 is patterned to form a sacrificial pattern 104 having a line shape on the semiconductor substrate 100. The sacrificial pattern 104 is formed in a region where the first pattern 116 to be described later is defined.

또한, 상기 제1희생 패턴(104)은 통상적인 식각 공정을 통해 형성할 수 있고, 사진 공정을 통해서도 형성할 수 있다.In addition, the first sacrificial pattern 104 may be formed through a conventional etching process, or may be formed through a photo process.

이때, 상기 희생 패턴(104)의 선폭은, 상기 제1패턴(116)들간의 간격을 정의한다. 즉, 상기 제1패턴(116)을 여러 개 형성할 때, 상기 제1패턴(116)들은 상기 희생 패턴(104)의 선폭 만큼의 간격을 두고 형성한다.In this case, the line width of the sacrificial pattern 104 defines an interval between the first patterns 116. That is, when a plurality of first patterns 116 are formed, the first patterns 116 are formed at an interval equal to the line width of the sacrificial pattern 104.

도 3을 참조하면, 상기 희생 패턴(104) 상부의 프로파일을 따라 스페이서막(106)을 균일한 두께로 증착한다. 이때, 상기 스페이서막(106)의 두께는 제1패턴(116)의 선폭을 정의한다.Referring to FIG. 3, a spacer layer 106 is deposited to have a uniform thickness along a profile on the sacrificial pattern 104. In this case, the thickness of the spacer layer 106 defines the line width of the first pattern 116.

따라서, 상기 제1패턴(116)을 미세하게 형성하기 위해서는, 상기 스페이서막(106)을 얇게 형성할 수도 있다.Therefore, in order to form the first pattern 116 finely, the spacer layer 106 may be formed thin.

또한, 상기 제1패턴(116)의 선폭 편차를 최소화하기 위해, 상기 스페이서막(106)은 그 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 방법을 사용하여 형성할 수도 있다.In addition, in order to minimize the line width variation of the first pattern 116, the spacer layer 106 may be formed using a method capable of precisely adjusting the thickness thereof.

이를 위해, 상기 스페이서막(106)은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition : ALD)기술로 형성할 수도 있으나, 통상적인 화학기상 증착 기술을 사용하여 형성할 수도 있다.To this end, the spacer layer 106 may be formed by atomic layer deposition (ALD), but may be formed using conventional chemical vapor deposition.

이때, 상기 원자층 증착 기술은 상기 스페이서막(106)의 두께를 수 내지 수십Å의 범위까지 정확하게 조절할 수 있다.In this case, the atomic layer deposition technique may accurately adjust the thickness of the spacer film 106 to a range of several to several tens of microseconds.

또한, 상기 스페이서막(106)은 상기 제1패턴(116) 및 후술되는 제2패턴(112)들을 형성하는 물질로서, 상기 희생 패턴(104)과는 식각 선택비 차를 가진다.In addition, the spacer layer 106 is a material forming the first pattern 116 and the second pattern 112 to be described later, and has an etching selectivity difference from the sacrificial pattern 104.

도 4를 참조하면, 상기 스페이서막(106)에 상기 포토레지스트 패턴(108)을 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트 패턴(108)은 상기 제2패턴(112)의 선폭을 정의한다. 즉, 상기 희생 패턴(104)과 인접한 영역의 스페이서막(106) 상에 상기 제2선폭을 갖는 포토레지스트 패턴(108)을 형성한다.Referring to FIG. 4, the photoresist pattern 108 is formed on the spacer layer 106. In this case, the photoresist pattern 108 defines the line width of the second pattern 112. That is, the photoresist pattern 108 having the second line width is formed on the spacer layer 106 in the region adjacent to the sacrificial pattern 104.

도 5를 참조하면, 상기 반도체 기판(100)이 노출되도록 상기 스페이서막(106)을 부분적으로 제거하여 상기 희생 패턴(104)의 측벽들 상에 제1선폭을 갖는 스페이서(110)들을 형성하는 동시에, 상기 제2패턴(112)을 형성한다.Referring to FIG. 5, the spacer layer 106 is partially removed to expose the semiconductor substrate 100, thereby forming spacers 110 having a first line width on sidewalls of the sacrificial pattern 104. The second pattern 112 is formed.

이때, 상기 반도체 기판(100) 상에는 식각 방지막(미도시됨)이 형성되어 있으며, 상기 스페이서막(106)을 제거하는 단계는 상기 식각 방지막을 이용하는 이방성 식각을 통해 수행된다.In this case, an etch stop layer (not shown) is formed on the semiconductor substrate 100, and the removing of the spacer layer 106 is performed through anisotropic etching using the etch stop layer.

구체적으로, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 식각 마스크로 하여 상기 희생 패턴(104)의 표면이 노출되도록 상기 스페이서막(106)을 부분적으로 식각하고, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 제거하여 상기 스페이서(110)들 및 상기 제2패턴(112)을 형성하는 단계를 수행하여 진행된다.In detail, the spacer layer 106 is partially etched to expose the surface of the sacrificial pattern 104 by using the photoresist pattern 108 as an etching mask, and the photoresist pattern 108 is removed to remove the spacers. The process of forming the 110 and the second pattern 112 is performed.

도 6을 참조하면, 상기 구조의 전 표면에 제2희생막(114)을 상기 스페이서(110)들 및 상기 제2패턴(112)들이 모두 매립되도록 형성한다.Referring to FIG. 6, a second sacrificial layer 114 is formed on the entire surface of the structure such that both the spacers 110 and the second patterns 112 are embedded.

도 7를 참조하면, 평탄화 공정을 수행하여 제1패턴(116)을 형성한다. 이어서, 상기 제1패턴(116) 및 제2패턴(112)을 제외한 부분을 상기 반도체 기판(100)이 드러나도록 제거하여 최종적으로 원하는 선폭을 가진 상기 제1패턴(116) 및 제2패턴(112)을 형성한다.Referring to FIG. 7, the planarization process is performed to form the first pattern 116. Subsequently, portions except the first pattern 116 and the second pattern 112 are removed so that the semiconductor substrate 100 is exposed, and finally, the first pattern 116 and the second pattern 112 having a desired line width. ).

이때, 상기 평탄화 공정은 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 또는 에치백(Etch Back) 기술을 사용하여 실시할 수도 있다.In this case, the planarization process may be performed using chemical mechanical polishing (CMP) or etch back technology.

이와는 다르게, 상기 제1희생막(102)을 형성하기 전에, 상기 반도체 기판(100) 상에 하부막(미도시됨)을 형성하는 단계를 더 실시 할 수도 있다. 이때, 상기 하부막은 도전막일 수도 있으며, 이 도전막은 게이트 패턴 또는 배선을 위한 도전막으로 사용될 수 있다.Alternatively, before forming the first sacrificial layer 102, a step of forming a lower layer (not shown) on the semiconductor substrate 100 may be further performed. In this case, the lower layer may be a conductive layer, and the conductive layer may be used as a conductive layer for a gate pattern or a wiring.

이 경우, 상기 스페이서(110)로부터 형성된 상기 제1 패턴(116)을 형성한 후, 상기 제1패턴(116) 및 상기 하부막에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 상기 희생막 패턴(104)을 제거한다. 이어서, 상기 제1패턴(116)을 식각 마스크로 사용하여 상기 하부막을 패터닝함으로써, 게이트 패턴(미도시됨) 또는 배선(미도시됨)이 형성될 수 있다.In this case, after forming the first pattern 116 formed from the spacer 110, the sacrificial layer pattern 104 using an etching recipe having an etch selectivity with respect to the first pattern 116 and the lower layer. ). Subsequently, a gate pattern (not shown) or a wiring (not shown) may be formed by patterning the lower layer using the first pattern 116 as an etching mask.

한편, 상기 제1패턴(116)은 트렌치 형성을 위한 식각 마스크로 사용될 수도 있다. 좀더 상세하게는, 상기 제1패턴(116)을 형성한 후, 상기 희생 패턴(104)을 제거하고, 상기 스페이서(110)을 식각 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판(100)을 식각함으로서 상기 반도체 기판(100)에 트렌치(미도시됨)를 형성한다.Meanwhile, the first pattern 116 may be used as an etching mask for forming trenches. In more detail, after the first pattern 116 is formed, the sacrificial pattern 104 is removed, and the semiconductor substrate 100 is etched using the spacer 110 as an etching mask. A trench (not shown) is formed in 100.

또한, 상기 희생 패턴(104)을 제거하는 단계는 상기 제1패턴(116)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the removing of the sacrificial pattern 104, an etch recipe having an etch selectivity with respect to the first pattern 116 may be used.

이때, 상기 희생 패턴(104) 및 상기 스페이서(110)들은 각각 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the sacrificial pattern 104 and the spacers 110 may be formed of a silicon oxide film and a silicon nitride film, respectively.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 일련의 증착 및 식각 공정을 반복하여, 미세 선폭을 가지는 패턴을 형성할 수 있다. 이는, 포토리소그래피 공정의 한계능 이하 크기를 가지는 패턴을 안정적이고, 재현성이 우수하게 형성할 수 있다.According to the present invention as described above, by repeating a series of deposition and etching process, it is possible to form a pattern having a fine line width. This makes it possible to form a pattern having a size below the limit capability of the photolithography process stably and with excellent reproducibility.

결과적으로, 상기와 같은 반도체 소자의 고집적화에 유리하고, 반도체 장치의 동작 특성을 크게 개선할 수 있다.As a result, it is advantageous to the high integration of the semiconductor element as described above, and the operation characteristics of the semiconductor device can be greatly improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (4)

기판 상에 제1희생막을 형성하는 단계;Forming a first sacrificial film on the substrate; 상기 제1희생막을 패터닝하여 상기 기판 상에 라인 형태의 희생 패턴을 형성하는 단계;Patterning the first sacrificial layer to form a sacrificial pattern in a line shape on the substrate; 상기 희생 패턴 상부의 프로파일을 따라 스페이서막을 균일한 두께로 증착하는 단계;Depositing a spacer layer with a uniform thickness along a profile over the sacrificial pattern; 상기 기판이 노출되도록 상기 스페이서막을 부분적으로 제거하여 상기 희생 패턴의 측벽들 상에 제1선폭을 갖는 스페이서들을 형성하고, 상기 제1선폭보다 넓은 제2선폭을 갖는 제2패턴을 형성하는 단계;Partially removing the spacer layer to expose the substrate to form spacers having a first line width on sidewalls of the sacrificial pattern, and forming a second pattern having a second line width wider than the first line width; 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴이 충분히 매립되도록 제2희생막을 형성하는 단계; 및Forming a second sacrificial layer to sufficiently fill the spacers and the second pattern; And 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴이 노출되도록 평탄화 공정을 수행하여 스페이서들로부터 제1패턴들을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.Forming a first pattern from the spacers by performing a planarization process to expose the spacers and the second pattern. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에는 식각 방지막이 형성되어 있으며, 상기 스페이서막을 제거하는 단계는 상기 식각 방지막을 이용하는 이방성 식각을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.The method of claim 1, wherein an etch stop layer is formed on the substrate, and the removing of the spacer layer is performed through anisotropic etching using the etch stop layer. 제1항에 있어서, 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the spacers and the second pattern comprises: 상기 희생 패턴과 인접한 영역의 스페이서막 상에 상기 제2선폭을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern having the second line width on a spacer layer in a region adjacent to the sacrificial pattern; 상기 제2포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 희생 패턴의 표면이 노출되도록 상기 스페이서막을 부분적으로 제거하여 상기 스페이서들 및 상기 제2패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.And forming the spacers and the second pattern by partially removing the spacer layer so that the surface of the sacrificial pattern is exposed using the second photoresist pattern as an etching mask. Way. 제1항에 있어서, 상기 제1패턴 및 제2패턴을 제외한 부분을 기판이 드러나도록 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성방법.The method of claim 1, further comprising removing the substrate except for the first pattern and the second pattern to expose the substrate.
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