KR20090000428A - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피식각층에 형성된 함몰부에 기인한 단차를 제거하여 미세 패턴(트렌치, 콘택홀)을 안정적으로 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 피식각층이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 피식각층 상에 카본이 함유된 폴리머 형태의 유기막을 도포하는 단계와, 상기 유기막 상에 카본에 실리콘이 함유된 폴리머 형태의 하드 마스크를 도포하는 단계와, 상기 하드 마스크를 식각하는 단계와, 식각된 상기 하드 마스크를 이용하여 상기 유기막을 식각하는 단계와, 식각된 상기 하드 마스크와 상기 유기막을 이용하여 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.
반도체 소자, 미세 패턴, 하드 마스크

Description

반도체 소자의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 제1 층간 절연막
101, 201 : 콘택 플러그
103, 202 : 식각 저지막
104, 203 : 제2 층간 절연막
105 : 비정질카본막
106 : 실리콘산화질화막
107 : OBARC(Organic Bottom Anti-Reflective Coating)
108, 207 : 감광막 패턴
204 : 유기막
205 : 다기능 하드 마스크
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 미세 패턴을 구현하는 하드 마스크(hard mask)를 이용한 반도체 소자의 제조방법, 더욱 상세하게는 단차 유발 지역에서의 하드 마스크를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정에 있어서, 미세 패턴을 구현하기 위한 마스크(mask) 공정은 크게 감광막 도포, 노광 및 현상 공정 등의 순서로 진행된다. 이러한 마스크 공정 중 미세 패턴을 구현하기 위한 가장 중요한 변수는 해상도(resolution)이며, 이는 마스크 공정의 노광에 사용되는 광원과 렌즈 장비의 성능에 따라 크게 좌우된다.
반도체 소자의 고집적화는 해상도의 증가를 지속적으로 요구하고 있다. 이에 따라, 기존에 사용되고 있는 노광 장비 성능의 한계를 뛰어 넘는 높은 해상도의 구현이 요구되었고, 그와 함께 많은 렌즈의 개구율(numerical aperture, NA) 및 해상력 증대 기법(resolution enhancement technique, RET)들이 활발히 연구 개발되어 왔다.
이러한 노력에도 불구하고, 마스크 공정은 몇 가지 한계에 부딪히고 있다. 예컨대, 미세 패턴 간의 단락, 패턴 붕괴 등과 같은 심각한 결함이 증가하면서 공정 자유도 및 소자 수율이 감소하였고, 감광막 두께가 얇아지면서 감광막이 후속 식각공정을 위한 마스크로서의 기능을 감당하지 못하고 있으며, 또한 높은 개구율이 적용되면서 광 입사각이 커지고 결과적으로 반사율 또한 커지는 문제들에 직면하게 되었다.
감광막 두께 감소와 반사율 증가의 문제를 해결하기 위하여 감광막과 피식각층 사이에 소위 "하드 마스크"로 불리어지고 있는 보조 마스크를 개재시키는 기술이 제안되었다.
이하, 종래기술에 따른 하드 마스크를 이용한 미세 패턴 형성방법에 대해 설명하기로 한다. 여기서는 금속배선 형성에 사용되는 다마신(damascene) 공정을 일례로 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 하드 마스크를 이용한 미세 패턴 형성방법을 설명하기 위하여 도시한 공정 단면도로서, 절연막 패턴 형성방법을 도시하였다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 층간 절연막(100) 내에 싱글 다마신(single damascene) 공정을 이용하여 원형 구조의 콘택 플러그(contact plug, 101)를 형성한다.
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 콘택 플러그(101)를 포함하는 반도체 기판(미도시) 상에 식각 저지막(103)과 제2 층간 절연막(104)을 순차적으로 형성한다.
이어서, 제2 층간 절연막(104) 상에 하드 마스크로 기능하는 비정질 카본막(amorphous carbon, 105)을 형성한 후 그 상부에 반사 방지막으로 실리콘산화질 화막(SiON)(106)과, OBARC(Organic Bottom Anti-Reflective Coating)(107)를 순차적으로 형성한다.
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 마스크 공정을 실시하여 감광막 패턴(108)을 형성한다.
이어서, 도시되진 않았지만, 감광막 패턴(108)을 마스크로 OBARC(107), 실리콘산화질화막(106), 비정질 카본막(105), 제2 층간 절연막(103)을 식각하여 트렌치(trench, 미도시)를 형성한다.
하지만, 이러한 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
먼저, 도 1a에서, 다마신 공정은 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하, CMP라 함) 공정을 포함하는데, CMP 공정시 여러 가지 요인에 의해 콘택 플러그(101)의 상부가 오목하게 함몰(102)되는 소위 디싱(dishing) 현상이 발생된다.
이런 상태에서, 도 1b와 같이 기판 상에 식각 저지막(103), 제2 층간 절연막(104), 비정질 카본막(105), 실리콘산화질화막(106), OBARC(107)를 형성하면 도 1a에서 발생된 함몰부(102)에 의한 단차는 그대로 그 상부층들(103, 104, 105, 106, 107)로 전사된다.
이로 인해, OBARC(107)는 함몰부(102)와 대응되는 부위의 두께(T2)가 다른 부위의 두께(T1)보다 두껍게 도포되며, 이러한 현상은 콘택 플러그(101)의 크기에 따라 더욱 심화된다. 예를 들면, 낸드(NAND) 플래시 메모리 소자에서는 '드레인 콘택 플러그'를 비교적 작은 원형 구조로 형성하고 있는데, 이러한 하부 구조에 종래 기술을 적용하는 경우 OBARC가 도포되는 부위 간의 단차는 더욱 크게 발생하게 된다.
이런 상태에서, 도 1c와 같이 마스크 공정 또는 감광막 패턴(108)을 이용한 OBARC(107A) 식각공정시 다른 부위에 비해 두껍게 도포된 부위가 완전히 식각되지 않아 일부가 잔류되고, 이렇게 잔류된 잔류물(107B)이 식각 장벽층으로 작용하여 후속 실리콘산화질화막(106), 비정질 카본막(105), 제2 층간 절연막(104) 식각공정에 영향을 미친다. 이로 인해, 트렌치가 형성될 부위에서 제2 층간 절연막(104)이 완전히 식각되지 않고, 일부가 잔류되어 콘택 플러그(101)가 개구되지 않는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.
첫째, 본 발명은 피식각층에 형성된 함몰부에 기인한 단차를 제거하여 미세 패턴(트렌치, 콘택홀 포함)을 안정적으로 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
둘째, 본 발명은 마스크 공정을 수행하는 포토리소그래피(photolithography) 장비의 트랙(track) 내에서 하드 마스크 공정(도포, 식각 공정 포함)을 함께 진행할 수 있도록 제공하여 공정을 단순화시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 피식각층이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 피식각층 상에 카본이 함유된 폴리머 형태의 유기막을 도포하는 단계와, 상기 유기막 상에 카본에 실리콘이 함유된 폴리머 형태의 하드 마스크를 도포하는 단계와, 상기 하드 마스크를 식각하는 단계와, 식각된 상기 하드 마스크를 이용하여 상기 유기막을 식각하는 단계와, 식각된 상기 하드 마스크와 상기 유기막을 이용하여 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 설명의 편의나, 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 '상', '상부'에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호로 표시된 부분은 동일층을 나타내며, 각 도면번호에 영어 대문자를 포함하는 경우 동일층이 식각 또는 연마 공정을 통해 일부가 변형된 것을 의미한다.
실시예
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 공정 단면도로서, 금속배선 형성에 사용되는 다마신 공정을 일례로 설명한다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 층간 절연막(200) 내에 싱글 다마신 공정을 이용하여 원형 또는 라인(line) 구조의 콘택 플러그(contact plug, 201)를 형성한다.
이때, 제1 층간 절연막(200)은 산화막, 예컨대 실리콘산화막(SiO2)으로 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로, BPSG(BoroPhosphoSilicate Glass), PSG(PhosphoSilicate), BSG(BoroSilicate Glass), USG(Un-doped Silicate Glass), HDP(High Density Plasma), SOG(Spin On Glass) 또는 TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막 중 선택된 어느 하나의 단층막 또는 이들의 적층막으로 형성할 수 있다.
콘택 플러그(201)는 도전층으로 형성하며, 예컨대 불순물 이온이 도핑된 도프트(doped) 다결정실리콘막, 전이 금속, 희토류 금속 또는 금속 실리사이드층 중 선택된 어느 하나의 도전층으로 형성하거나, 이들이 합금 또는 적층된 적층 구조로 형성한다. 예컨대, 도프트 다결정실리콘막은 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 형성하고, 이때 소스 가스로는 실란(SiH4) 가스를 사용하며, 도핑 가스로는 포스핀(PH3) 또는 3염화붕소(BCl3) 가스를 사용한다. 전이 금속으로는 철(Fe), 코발트(Co), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti) 등을 사용한다. 희토류 금속으로는 어븀(Er), 이터륨(Yb), 사마륨(Sm), 이트륨(Y), 란탄(La), 세륨(Ce), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 톨륨(Tm) 및 루테튬(Lu) 등을 사용한다. 또한, 금속 실리사이드층으로는 코발트실리사이드층(CoSi2), 텅스텐실리사이드층(Wsi), 티타늄실리사이드층(TiSi2) 등을 사용한다.
이러한 콘택 플러그(201)는 제1 층간 절연막(200) 내에 원형 또는 라인 구조로 형성된 콘택홀(미도시) 내부에 매립되도록 형성되며, 그 형성방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 콘택홀이 매립되도록 제1 층간 절연막(200) 상에 도전층을 증착한다. 그런 다음, 평탄화 공정, 예컨대 에치백 또는 CMP 공정을 실시하여 상기 도전층을 평탄화한다. 이로써, 상기 콘택홀 내부에 고립된 콘택 플러그(201)를 형성한다.
이때, 콘택 플러그(201)의 상부에는 오목하게 들어간 함몰부가 발생된다. 이러한 함몰부는 CMP 공정뿐만 아니라, 에치백 공정에서도 발생되는데, 그 이유는 에치백 공정시 인접한 콘택 플러그(201) 간의 단락을 방지하기 위해 과도 식각공정을 실시하기 때문이다. 이 과정에서 콘택 플러그(201) 상부가 제1 층간 절연막(200)보다 낮게 제어된다.
이어서, 콘택 플러그(201)를 포함하는 제1 층간 절연막(200) 상에 식각 저지막(202)을 형성한다. 이때, 식각 저지막(202)은 제1 층간 절연막(200)과 높은 식각 선택비를 갖는 물질로 형성한다. 예컨대, 제1 층간 절연막(200)을 실리콘산화막(SiO2)으로 형성하는 경우, 질화막, 더욱 구체적으로는 실리콘질화막(Si3N4)으로 형성한다.
이어서, 식각 저지막(202) 상에 트렌치를 형성하기 위한 제2 층간 절연막(203)을 형성한다. 이때, 제2 층간 절연막(203)은 BPSG, PSG, BSG, USG, HDP, SOG 또는 TEOS막 중 선택된 어느 하나의 단층막 또는 이들의 적층막으로 형성할 수 있다.
이어서, 제2 층간 절연막(203) 상에 하드 마스크(206)를 형성한다. 이때, 하드 마스크(206)는 카본(carbon)이 함유된 폴리머(polymer) 계열의 유기막(204)과, 다기능 하드 마스크(Multi-Functional Hard Mask, MFHM)(205)를 포함한다.
예컨대, 유기막(204)은 스핀 코팅(spin coating) 방식으로 도포되고, 투명하면서, 카본의 중량비가 80wt% 이상, 바람직하게는 80~90wt%인 코팅막인 SOC(Spin On Carbon)막으로 형성한다. 이러한 SOC막은 카본 리치 폴리머(carbon rich polymer)로서, 흡광계수가 거의 '0'이며, 비정질카본막의 흡광계수(0.07 이상)보다 낮다.
다기능 하드 마스크(205)는 카본에 실리콘이 함유된 막, 더욱 구체적으로 실리콘의 중량비 18~37wt%인 실리콘 리치 폴리머(silicon rich polymer)로 형성한다. 이와 같이, 다기능 하드 마스크(205)는 카본에 실리콘이 함유된 막으로 이루어져 있기 때문에 반사 방지막, 즉 BARC(Bottom Anti-Reflective Coating)로 기능하는 동시에 식각 장벽층(즉, 하드 마스크)로 기능할 수 있다. 그 작용을 설명하면, 카본 성분은 반사 방지막으로 기능하고, 실리콘 성분은 후속 식각공정시 사용되는 산소(O2) 플라즈마 가스와 반응하여 실리콘산화막으로 변환되고, 이렇게 변환된 실리 콘 산화막이 하드 마스크로 기능하게 된다. 이러한, 다기능 하드 마스크(205)는 후속 유기막(204) 식각공정시 모두 제거될 수 있도록 비교적 얇게 도포한다. 예컨대, 유기막(204)보다 얇은 두께, 더욱 구체적으로는 유기막(204) 두께의 1/2 이하로 도포한다. 그 이유에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 하드 마스크로 SOC막을 적용하는 경우에는 다음과 같은 부가적인 효과를 얻을 수 있다. SOC막은 투명 물질이기 때문에 층간 정렬에 있어서 불투명 물질인 비정질카본막에 비해 유리하다. 즉, 반도체 소자의 제조공정에 있어서, 층간 정렬은 소자 제조공정 전 웨이퍼(wafer) 내에 형성된 정렬 키(align key)를 통해 이루어진다. 정렬 키는 홈 형태로 형성되며, 이러한 홈은 후속 공정을 통해 그 상부에 층들이 쌓이더라도, 홈에 의한 단차가 그대로 전사되도록 공정을 진행해야만 한다. 이에 따라, 하부의 정렬 키가 보이지 않는 경우 별도의 식각공정(마스크 공정 포함)을 실시해서 정렬 키가 보이도록 해야만 하기 때문에 그만큼 공정이 복잡해지는 문제가 발생된다. 따라서, SOC막과 같이 투명 물질을 사용함으로써 추가로 식각공정을 실시하여 정렬 키를 보이도록 할 필요가 없기 때문에 공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, SOC막은 감광막 패턴 제거공정시 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 동시에 제거하는 것이 가능하다. 이 때문에 그만큼 공정을 단순화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 널리 알려진 SOG(Spin On Glass)막은 SOC막과 같이 매립 특성이 우수하여 하부층의 단차를 제거할 수는 있으나, 별도의 제거공정이 요구되기 때문에 그만큼 공정이 복잡해질 수밖에 없다. 하지만, SOC막은 감광막 패턴 스트립(strip) 공정시 사용되는 산소(O2) 플라즈마를 통해 쉽게 제거할 수 있어 그만큼 공정을 단순화시킬 수 있다.
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 하드 마스크(206) 상에 감광막 패턴(207)을 형성한다.
이어서, 감광막 패턴(207)을 식각 마스크로 다기능 하드 마스크(205A)를 식각한다. 이때, 식각공정은 건식식각공정으로 실시한다. 예컨대, 건식식각공정은 CF4와 O2가 혼합된 혼합가스(CF4/O2)를 이용한다. 이때, 혼합가스의 혼합비는 1:2~1:50(CF4:O2)로 한다. 또한, 건식식각공정은 10~30mTorr의 압력과, 50~2000W의 소스 파워(source power)로 실시한다.
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 다기능 하드 마스크(205A)를 식각 마스크로 이용하여 유기막(204A)을 식각한다. 이때, 식각공정은 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 식각한다.
이어서, 도시되진 않았지만, 도 2b 및 도 2c에서 식각된 다기능 하드 마스크(205A)와 유기막(204A)을 식각 마스크로 하여 피식각층인 제2 층간 절연막(203)을 식각한다. 이때, 다기능 하드 마스크(205A)는 비교적 얇게 도포되어 있기 때문에 식각공정시 모두 제거될 수도 있다.
이어서, 식각 저지막(202)를 식각한다.
이어서, 잔류된 유기막(204A)을 감광막 패턴 스트립 공정으로 제거한다. 이때, 유기막(204A)은 카본이 함유된 폴리머 형태의 유기물로 이루어져 있기 때문에 감광막 패턴과 함께 산소(O2) 플라즈마를 이용한 스트립 공정으로 쉽게 제거할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 하드 마스크(206)를 다기능 하드 마스크(205A)와 유기막(204A)의 적층 구조로 형성하고 있는데, 그 이유는 다음과 같다.
하드 마스크(206)로 다기능 하드 마스크(205A)만을 사용하는 경우에는 다기능 하드 마스크(205A)를 비교적 두껍게 형성해야 한다. 이 경우, 다기능 하드 마스크(205A)가 피식각층, 즉 제2 층간 절연막(203) 식각공정시 제거되지 않고 일정 두께로 잔류하여 별도의 제거공정을 실시하여야만 한다. 전술한 바와 같이, 다기능 하드 마스크(205A) 내에 함유된 실리콘이 산소(O2)와 반응하여 실리콘산화막으로 변환되기 때문에 산소(O2) 플라즈마를 이용한 스트립 공정으로는 제거하기가 어렵고, 아민이 함유된 화학 용액을 사용해야 하기 때문에 그만큼 공정이 복잡해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 다기능 하드 마스크(205A)를 산소(O2) 플라즈마를 이용한 스트립 공정을 통해 제거될 수 있을 정도로 비교적 얇게 도포하고, 다기능 하드 마스크(205A)가 얇게 도포됨에 따라 저하되는 식각 장벽층 으로서의 기능을 비교적 산소(O2) 플라즈마 스트립 공정을 통해 제거가 용이한 유기막(204A)을 도포함으로써 보상해준다.
본 발명의 기술적 사상은 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히,본 발명의 실시예에서는 피식각층으로 산화막 계열의 층간 절연막만을 예로 들어 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 질화막, 도전막(금속막, 도프트 다결정실리콘막 포함)일 수 있다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 본 발명에 의하면, 하드 마스크를 스핀 코팅 방식으로 카본이 함유된 유기막과, 카본에 실리콘이 함유된 다기능 하드 마스크가 적층된 적층 구조로 형성함으로써 하부층에 발생된 단차를 제거하여 미세 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 다기능 하드 마스크가 식각 장벽층과 반사 방지막으로 기능함으로써 종래기술에서와 같이 하드 마스크 상에 별도의 반사 방지막을 형성할 필요가 없어 종래기술 대비 공정을 단순화할 수 있다.
둘째, 본 발명에 의하면, 마스크 공정이 진행되는 포토리소그래피 장비의 트랙 내에서 하드 마스크 공정(도포, 식각 공정 포함)을 진행함으로써 공정을 단순화시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 의하면, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 감광막 스트립 공정을 통해 제거가 가능한 SOC막을 하드 마스크로 사용함으로써 별도의 식각공정없이 감광막 스트립 공정을 통해 SOC막을 제거하는 것이 가능하여 그만큼 공정을 단순화시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 피식각층이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 피식각층 상에 카본이 함유된 폴리머 형태의 유기막을 도포하는 단계;
    상기 유기막 상에 카본에 실리콘이 함유된 폴리머 형태의 하드 마스크를 도포하는 단계;
    상기 하드 마스크를 식각하는 단계;
    식각된 상기 하드 마스크를 이용하여 상기 유기막을 식각하는 단계; 및
    식각된 상기 하드 마스크와 상기 유기막을 이용하여 상기 피식각층을 식각하는 단계
    를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기막은 SOC(Spin On Carbon)막인 반도체 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하드 마스크는 상기 실리콘의 중량비가 18~37wt%인 반도체 소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피식각층은 일부가 오목하게 들어간 함몰부를 갖는 반도체 소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피식각층은 산화막, 질화막 또는 도전막 중 선택된 어느 하나인 반도체 소자의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 피식각층을 형성하는 단계 전,
    상기 기판 상에 다마신(damascene) 공정을 실시하여 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및
    상기 콘택 플러그를 포함하는 상기 기판 상에 식각 저지막을 형성하는 단계
    를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 콘택 플러그는 상부가 오목하게 들어간 함몰부를 갖는 반도체 소자의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 피식각층을 식각하는 단계는 상기 식각 저지막이 노출되도록 실시하는 반도체 소자의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피식각층을 식각하는 단계는 상기 하드 마스크가 모두 식각되도록 실시하는 반도체 소자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피식각층을 식각하는 단계 후 상기 유기막을 제거하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기막을 제거하는 단계는 산소(O2) 플라즈마를 이용하여 제거하는 반도체 소자의 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606533A (zh) * 2013-11-13 2014-02-26 上海华力微电子有限公司 一种通孔优先铜互连制作方法
WO2016032270A1 (ko) * 2014-08-29 2016-03-03 부산대학교 산학협력단 식각용 마스크, 이의 제조 방법, 이를 이용한 다공성 멤브레인의 제조 방법, 다공성 멤브레인, 이를 포함하는 미세먼지 차단용 마스크 및 표면증강라만산란 활성기판의 제조 방법
KR20160026111A (ko) * 2014-08-29 2016-03-09 부산대학교 산학협력단 식각용 마스크, 이의 제조 방법, 이를 이용한 다공성 멤브레인의 제조 방법, 다공성 멤브레인 및 이를 포함하는 미세먼지 차단용 마스크
US10312074B2 (en) 2014-10-31 2019-06-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of producing layer structure, layer structure, and method of forming patterns
US10469717B2 (en) 2009-12-21 2019-11-05 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module and mobile phone using the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10469717B2 (en) 2009-12-21 2019-11-05 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module and mobile phone using the same
CN103606533A (zh) * 2013-11-13 2014-02-26 上海华力微电子有限公司 一种通孔优先铜互连制作方法
WO2016032270A1 (ko) * 2014-08-29 2016-03-03 부산대학교 산학협력단 식각용 마스크, 이의 제조 방법, 이를 이용한 다공성 멤브레인의 제조 방법, 다공성 멤브레인, 이를 포함하는 미세먼지 차단용 마스크 및 표면증강라만산란 활성기판의 제조 방법
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