KR20090081876A - Layout of NAND flash memory for formation of interconnection pad using self aligned double patterning - Google Patents

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진소위
박재관
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황병준
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삼성전자주식회사
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Abstract

A layout of a NAND flash memory for forming a connection pad using a self alignment double patterning is provided to simplify a trimming process and to reduce an error of pattern formation. A layout of a NAND flash memory is used for the self alignment double patterning process. The layout of the NAND flash memory includes a cell area, a peripheral circuit area, and a connection area between the cell area and the peripheral circuit area. The connection area includes a connection pattern(40). The connection pattern includes a plurality of first connection patterns(41) and second connection patterns(42). The plurality of first connection patterns progress to a first direction. The second connection pattern is positioned between the first connection patterns by the self alignment. The second connection pattern includes a connection pad(42a) which is arranged in plural rows to the second direction. The connection pad in the same row is arranged in the second connection pattern every other pad. The end of the second connection pattern is extended to the same position to the first direction.

Description

자기정렬 이중패터닝을 이용한 연결패드 형성을 위한 낸드 플래시 메모리의레이아웃{Layout of NAND flash memory for formation of interconnection pad using self aligned double patterning}Layout of NAND flash memory for formation of interconnection pad using self aligned double patterning}

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낸드 플래시 메모리의 셀 영역과 페이지 버퍼 영역을 연결하는 연결 영역의 레이아웃에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a layout of a connection area connecting a cell area and a page buffer area of a NAND flash memory.

낸드 플래시 메모리(NAND flash memory)는 복수의 메모리 셀이 직렬 연결된 구조로 인해 비교적 높은 집적도를 갖는다. 그러나, 최근 칩 사이즈의 축소(shrink)를 위해 낸드 플래시 메모리의 디자인 룰(design rule)을 더욱 감소시키는 것이 요구되고 있다. 또한, 디자인 룰이 감소함에 따라 낸드 플래시 메모리를 구성하는 데 필요한 패턴들의 최소 피치(minimum pitch)도 크게 감소하고 있다. 이와 같이 감소된 디자인 룰에 따르는 미세 패턴을 구현하기 위하여 다양한 패턴 형성 방법이 적용되고 있다. NAND flash memory has a relatively high degree of integration due to a structure in which a plurality of memory cells are connected in series. However, recently, it is required to further reduce the design rule of NAND flash memory in order to shrink the chip size. In addition, as the design rule decreases, the minimum pitch of the patterns required to form the NAND flash memory is also greatly reduced. Various pattern forming methods have been applied to implement the fine pattern according to the reduced design rule.

특히, 지금까지 개발된 노광 장비 및 노광 기술만으로는 구현하기 어려운 작은 피치의 셀 어레이 구조를 구현하기 위하여 이중 패터닝(double patterning) 기 술이 제안되었다. 이중 패터닝 기술에서는 1차 패턴을 형성한 후 1차 패턴 사이에 2차 패턴을 형성한다. 이중 패터닝 기술 중에서 1차 패턴에 의하여 자기정렬로 2차 패턴을 형성하는 자기정렬 이중패터닝 기술(SADP: Self Aligned Double Patterning) 기술이 사용될 수 있다. In particular, a double patterning technique has been proposed in order to implement a small pitch cell array structure that is difficult to implement with only the exposure equipment and exposure technology developed so far. In the double patterning technique, after forming the primary pattern, a secondary pattern is formed between the primary patterns. Among the double patterning techniques, a Self Aligned Double Patterning (SADP) technique may be used, in which a secondary pattern is formed by self-alignment by a primary pattern.

일반적으로 주변회로 영역은 셀 영역보다 큰 피치의 다양한 패턴들로 형성되어 있으며, 따라서 단일 노광 기술(SET: Single Exposure Technology)에 의하여 형성된다. 셀 패턴과 주변회로 패턴을 연결하는 중간의 연결 패턴은 셀 패턴과 마찬가지로 자기정렬 이중패터닝 기술에 의하여 형성될 수 있는데, 이 경우 연결 패턴 중 불필요한 패턴들을 제거하기 위한 트리밍(trimming) 공정이 수반된다. In general, the peripheral circuit region is formed of various patterns with a larger pitch than the cell region, and thus is formed by a single exposure technology (SET). The intermediate connection pattern connecting the cell pattern and the peripheral circuit pattern may be formed by a self-aligned double patterning technique similarly to the cell pattern, in which case a trimming process is performed to remove unnecessary patterns among the connection patterns.

셀 패턴의 미세화에 따라 연결 패턴도 더욱 미세하고 복잡해지고 있다. 따라서 자기정렬 이중패터닝 공정에 의하여 연결 패턴을 형성하는 경우 2차 패턴의 형성에 제약이 많고, 2차 패턴의 불필요한 부분을 제거하기 위한 트리밍 레이아웃도 매우 복잡한 구조를 가지게 되었다. 트리밍 레이아웃이 복잡해지면 불필요한 패턴의 제거가 어려워질 수 있다. As the cell pattern becomes smaller, the connection pattern becomes more fine and complicated. Therefore, when the connection pattern is formed by the self-aligned double patterning process, there are many restrictions on the formation of the secondary pattern, and the trimming layout for removing unnecessary portions of the secondary pattern has a very complicated structure. Complex trimming layouts can make it difficult to remove unnecessary patterns.

도 1은 셀 비트라인 패턴과 페이지 버퍼 패턴을 연결하는 연결 패턴을 자기정렬 이중패터닝 공정에 의하여 형성하는 경우의 연결 패턴(10)과 트리밍 패턴(20)의 레이아웃도이다. 도 1의 연결 패턴(10)의 레이아웃은 트리밍 공정이 진행되어 연결 패턴이 완성된 단계의 레이아웃이다. 여기서 연결 패드(12a)가 형성된 연결 패턴(12)은 2차 패턴으로 형성된 것이다. 트리밍 패턴(20)의 레이아웃은 2차 연결 패턴(12)의 불필요한 부분을 제거하기 위한 것이다. FIG. 1 is a layout diagram of a connection pattern 10 and a trimming pattern 20 when a connection pattern connecting a cell bit line pattern and a page buffer pattern is formed by a self-aligned double patterning process. The layout of the connection pattern 10 of FIG. 1 is a layout of a stage in which a trimming process is performed to complete the connection pattern. Here, the connection pattern 12 having the connection pads 12a formed thereon is formed as a secondary pattern. The layout of the trimming pattern 20 is for removing unnecessary portions of the secondary connection pattern 12.

도 2는 트리밍 공정이 진행된 후의 연결 패턴의 평면 SEM 사진이다. 위쪽의 셀 패턴과 연결되어 있는 연결 패드(12a)가 형성되어 있는 2차 연결 패턴(12)은 아래쪽의 페이지 버퍼로는 연장되지 않으며, 연결 패드(12a)와 연결되는 콘택을 통하여 상부 배선을 통하여 페이지 버퍼로 연결된다. 2 is a planar SEM photograph of the connection pattern after the trimming process is performed. The secondary connection pattern 12 having the connection pads 12a connected to the upper cell patterns is not extended to the lower page buffer, but is connected to the connection pads 12a through the upper wiring. Connected to the page buffer.

그런데 도 1의 트리밍 패턴(20)은 연결 패드(12a)의 배치를 반영하여 복잡한 레이아웃을 가지고 있으며, 이는 트리밍 공정을 어렵게 하고, 패턴 형성시 오류를 가져올 수 있다. However, the trimming pattern 20 of FIG. 1 has a complicated layout reflecting the arrangement of the connection pads 12a, which makes the trimming process difficult and may cause an error in pattern formation.

본 발명의 목적은 셀 영역과 페이지 버퍼 영역 사이의, 연결 패드를 포함하는 연결 패턴을 자리정렬 이중 패터닝 공정에 의하여 생성하는 경우 트리밍 패턴을 간단하게 형성할 수 있는 연결 패턴의 레이아웃 및 상기 레이아웃을 이용한 연결 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a layout of a connection pattern and a layout of a connection pattern for easily forming a trimming pattern when a connection pattern including a connection pad is formed between a cell area and a page buffer area by a align double patterning process. It is to provide a method of forming a connection pattern.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 낸드 플래시 메모리의 레이아웃의 일 형태는 자기정렬 이중패터닝 공정에 사용되며, 셀 영역, 주변회로 영역 및 상기 셀 영역과 상기 주변회로 영역 사이의 연결 영역을 포함한다. 여기서 상기 연결 영역은 제1 방향으로 진행하는 복수의 1차 연결 패턴 및 상기 1차 연결 패턴 사이의 자기정렬에 의한 2차 연결 패턴이되, 제2 방향으로 복수의 열로 배치된 연결 패드를 포함한다. 이때 같은 열의 상기 연결 패드는 인접한 상기 2차 연결 패턴에 하나 걸러씩 배치되어 있다. 상기 2차 연결 패턴의 끝단은 상기 제1 방향으로 동일한 위치까지 신장된다. One type of layout of a NAND flash memory for achieving the object of the present invention is used in a self-aligned double patterning process, and includes a cell region, a peripheral circuit region and a connection region between the cell region and the peripheral circuit region. The connection region may include a plurality of primary connection patterns traveling in a first direction and secondary connection patterns formed by self-alignment between the primary connection patterns, and connection pads arranged in a plurality of rows in a second direction. . In this case, the connection pads in the same row are disposed every other adjacent second connection pattern. An end of the secondary connection pattern extends to the same position in the first direction.

상기 연결 패턴은 상기 셀 영역의 셀 패턴과 상기 주변회로 영역의 주변회로 패턴을 전기적으로 연결한다. The connection pattern electrically connects the cell pattern of the cell region and the peripheral circuit pattern of the peripheral circuit region.

상기 2차 연결 패턴의 인접한 열의 상기 연결 패드는 지그 재그로 배치되어 있다. 상기 연결 패드는 상부 연결 배선과 연결되는 콘택이 형성된다. The connection pads in adjacent rows of the secondary connection pattern are arranged in a zigzag. The connection pad is formed to contact with the upper connection line.

상기 복수의 열은 두 개의 열일 수 있다. The plurality of rows may be two rows.

상기 1차 연결 패턴은 상기 주변회로 영역으로 신장되어 주변회로 패턴의 일부를 구성할 수 있다. 상기 주변회로 영역은 상기 연결 영역의 패턴과 단절되어 있는 상기 1차 연결 패턴 사이의 패턴을 더 포함할 수 있다. The primary connection pattern may extend to the peripheral circuit region to form part of the peripheral circuit pattern. The peripheral circuit region may further include a pattern between the pattern of the connection region and the primary connection pattern which is disconnected.

상기 셀 패턴은 비트 라인 패턴일 수 있고, 상기 주변회로 영역은 페이지 버퍼 영역일 수 있다. The cell pattern may be a bit line pattern, and the peripheral circuit area may be a page buffer area.

상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다. The first direction and the second direction may be perpendicular to each other.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 낸드 플래시 메모리의 레이아웃의 다른 일 형태는 셀 영역의 비트라인 패턴; 상기 셀 영역과 연결되는 연결 영역의 연결 패턴; 및 상기 연결 영역과 연결되는 페이지 버퍼 영역의 페이지 버퍼 패턴을 포함한다. 여기서 상기 연결 패턴은 제1 방향으로 진행하는 복수의 1차 연결 패턴 및 상기 1차 연결 패턴 사이에 자기정렬되는 2차 연결 패턴을 포함한다. 상기 2차 연결 패턴은 제2 방향의 2개의 열로서 각각의 열에서 인접한 상기 2차 패턴에 하나 걸러씩 배치된 연결 패드를 포함한다. 그리고 상기 2차 연결 패턴의 끝단이 상기 제1 방향으로 동일한 위치까지 신장된다. Another aspect of the layout of the NAND flash memory for achieving the object of the present invention is a bit line pattern of the cell area; A connection pattern of a connection area connected to the cell area; And a page buffer pattern of a page buffer area connected to the connection area. The connection pattern may include a plurality of primary connection patterns traveling in a first direction and a secondary connection pattern that is self-aligned between the primary connection patterns. The secondary connection pattern includes two connection pads arranged in every other row in the second direction as two rows in a second direction. The end of the secondary connection pattern extends to the same position in the first direction.

여기서 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다. Here, the first direction and the second direction may be perpendicular to each other.

상기 연결 패드는 상기 2차 연결 패턴과 상기 페이지 버퍼 패턴의 일부를 전기적으로 연결하는 연결 배선이 접속하는 콘택이 형성될 수 있다. The connection pad may have a contact to which a connection line for electrically connecting the secondary connection pattern and a portion of the page buffer pattern is connected.

상기 비트라인 패턴은 상기 1차 연결 패턴으로 신장되는 1차 비트라인 패턴 및 상기 1차 비트라인 패턴 사이에 자기정렬되고 상기 2차 연결 패턴으로 신장되는 2차 비트라인 패턴을 포함할 수 있다. The bit line pattern may include a primary bit line pattern extending into the primary connection pattern and a secondary bit line pattern self-aligned between the primary bit line pattern and extending into the secondary connection pattern.

상기 페이지 버퍼 패턴은 상기 1차 연결 패턴으로부터 신장되는 1차 연결 페이지 버퍼 패턴 및 상기 1차 페이지 버퍼 패턴 사이에 배치되고 상기 2차 연결 패턴과 단절된 1차 단절 페이지 버퍼 패턴을 포함할 수 있다. The page buffer pattern may include a primary connection page buffer pattern extending from the primary connection pattern and a primary disconnected page buffer pattern disposed between the primary page buffer pattern and disconnected from the secondary connection pattern.

셀 영역과 주변회로 영역을 연결하는 연결 영역의 연결 패턴이 자리정렬 이중 패터닝 공정에 의하여 생성되는 본 발명에 의한 낸드 플래시 메모리의 레이아웃은 2차 패턴에 위치하는 연결 패드를 지그 재그 형태로 열 지어 형성함으로써 2차 패턴의 불필요한 부분을 제거하는 트리밍 패턴을 단순하게 할 수 있어서 트리밍 공정을 단순하게 하고, 패턴 형성의 오류를 줄일 수 있으며, 생산성을 증가시킬 수 있다. The layout of the NAND flash memory according to the present invention, in which a connection pattern of a connection region connecting a cell region and a peripheral circuit region is generated by a aligning double patterning process, is formed by arranging connection pads positioned in a secondary pattern in a zigzag form. As a result, the trimming pattern for removing unnecessary portions of the secondary pattern can be simplified, simplifying the trimming process, reducing errors in pattern formation, and increasing productivity.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

도 3은 본 발명에 의한 셀 영역과 페이지 버퍼 영역 사이에 있는 연결 영역의 레이아웃도이다. 도 3의 레이아웃도에서 연결 영역 위로 셀 영역의 일부가 보이 고, 연결 영역의 아래로 페이지 버퍼 영역의 일부가 보인다. 3 is a layout diagram of a connection area between a cell area and a page buffer area according to the present invention. In the layout diagram of FIG. 3, a part of the cell area is visible above the connection area, and a part of the page buffer area is visible below the connection area.

연결 영역의 연결 패턴들(40)은 1차 연결 패턴(41) 및 1차 연결 패턴(41)을 기준으로 자기정렬에 의하여 형성되는 2차 연결 패턴(42)으로 구성되어 있다. 미세한 피치로 인하여 도 3의 레이아웃도에서 구분되어 보이지 않으나 셀 패턴(30)들도 1차 셀 패턴 및 1차 셀 패턴들을 기준으로 자기정렬에 의하여 형성되는 2차 셀 패턴으로 구성된다. 그리고 1차 및 2차 셀 패턴들은 각각 연결 영역의 1차 연결 패턴(41) 및 2차 연결 패턴(42)으로 신장된다.The connection patterns 40 of the connection region include a primary connection pattern 41 and a secondary connection pattern 42 formed by self-alignment based on the primary connection pattern 41. Although not shown in the layout diagram of FIG. 3 due to the fine pitch, the cell patterns 30 also include a secondary cell pattern formed by self-alignment based on the primary cell pattern and the primary cell patterns. The primary and secondary cell patterns extend to the primary connection pattern 41 and the secondary connection pattern 42 of the connection region, respectively.

연결 영역의 2차 연결 패턴(42)에는 연결 패드(42a)가 연결 패턴(40)의 신장 방향과 수직 방향의 2개의 열에 지그재그 형태로 형성되어 있다. 즉, 2차 연결 패턴(42)에 하나 걸러 하나씩 제1 열에 연결 패드(42a)가 형성되어 있고, 제1 열 아래의 제 2열에 제1 열의 연결 패드(42a)와 엇갈린 형태로 연결 패드(42a)가 형성되어 있다. 그리고 연결 패드(42a)가 형성되어 있는 2차 연결 패턴(42)은 모두 동일한 위치, 연결 영역이 끝나는 부분에서 종결되어 있다.In the secondary connection pattern 42 of the connection region, the connection pads 42a are formed in a zigzag form in two rows in the extending direction and the vertical direction of the connection pattern 40. That is, the connection pads 42a are formed in the first row one by one in the secondary connection pattern 42, and the connection pads 42a are alternately formed with the connection pads 42a in the first row in the second row below the first row. ) Is formed. The secondary connection patterns 42 on which the connection pads 42a are formed are all terminated at the same position and at the end of the connection area.

연결 영역의 1차 연결 패턴(41)은 페이지 버퍼 영역의 제1 페이지 버퍼 패턴(51)으로 신장된다. 제1 페이지 버퍼 패턴(51) 사이에는 연결 영역의 패턴들과 단절된 제2 페이지 버퍼 패턴(52)이 배치되어 있다. 패턴의 밀집도가 높은 셀 영역과 연결 영역의 패턴들은 자기정렬 이중패터닝 공정(SADP)에 의하여 1차 패턴과 2차 패턴으로 형성된다. 그러나 밀집도가 상대적으로 낮고 다양한 형태를 갖는 페이지 버퍼 영역의 패턴들은 단일 노광 기술(SET)에 의하여 형성된다. 셀 영역의 2차 패턴들은 연결 영역의 2차 패턴들로 연장되지만 연결 영역의 2차 패턴들은 페이지 버퍼 영역으로 연장되지 않고 종결된다. 그리하여 연결 영역에서 종결되는 2차 연결 패턴들은 콘택을 통한 상부 배선에 의하여 페이지 버퍼 영역의 패턴들로 연결된다. 상부 배선으로 연결되는 콘택이 형성되는 곳이 2차 연결 패턴(42) 내의 연결 패드(42a)이다. The primary connection pattern 41 of the connection region extends to the first page buffer pattern 51 of the page buffer region. A second page buffer pattern 52 is disposed between the first page buffer patterns 51 and the patterns of the connection area. Patterns of the cell region and the connection region having a high density of patterns are formed in a primary pattern and a secondary pattern by a self-aligned double patterning process (SADP). However, patterns of the page buffer region having a relatively low density and having various shapes are formed by a single exposure technique (SET). The secondary patterns of the cell region extend to the secondary patterns of the junction region, but the secondary patterns of the junction region terminate without extending to the page buffer region. Thus, the secondary connection patterns terminated in the connection area are connected to the patterns of the page buffer area by the upper wiring through the contact. The contact connecting to the upper wiring is formed at the connection pad 42a in the secondary connection pattern 42.

본 발명에 의한 레이아웃에서 2차 연결 패턴(42)의 연결 패드(42a)들이 연결 패턴(40)의 진행방향과 수직 방향으로 열을 지어 배치되어 있으므로 2차 연결 패턴(42)들이 모두 같은 위치에서 종결될 수 있다. 따라서 2차 연결 패턴의 불필요한 부분을 제거하기 위한 트리밍 패턴의 레이아웃이 도 3에 보이는 바와 같이 판형으로 단순화될 수 있다. 트리밍 레이아웃이 단순화됨에 따라 트리밍 공정이 단순해지고 패턴 형성시 오류를 줄일 수 있으며, 또한 생산성이 증가될 수 있다. In the layout according to the present invention, since the connection pads 42a of the secondary connection pattern 42 are arranged in a row in a direction perpendicular to the traveling direction of the connection pattern 40, the secondary connection patterns 42 are all located at the same position. Can be terminated. Therefore, the layout of the trimming pattern for removing unnecessary portions of the secondary connection pattern can be simplified into a plate shape as shown in FIG. 3. The simplified trimming layout simplifies the trimming process, reduces errors in pattern formation, and increases productivity.

도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 의한 레이아웃을 이용하여 자기정렬 이중패터닝(SADP)에 의하여 연결 패턴을 형성하는 방법을 공정 순서대로 도시한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4j의 단면도들에서 연결 영역과 페이지 버퍼 영역을 나란히 도시하였다. 4A through 4J are cross-sectional views illustrating a method of forming a connection pattern by self-aligned double patterning (SADP) using a layout according to the present invention in a process order. In the cross-sectional views of FIGS. 4A to 4J, the connection area and the page buffer area are shown side by side.

먼저, 도 4a를 참조하면, 층간 절연막(100), 도전막(122), 제1 하드마스크 적층막(125), 제1 폴리실리콘막(132), 제2 하드마스크 적층막(145)이 순서대로 형성되어 있는 반도체 기판 위에 포토레지스트 패턴(152)을 형성한다. 도전막(122)은 비트라인용으로서 예를 들면, 텅스텐(W)으로 형성할 수 있다. 제1 하드마스크 적층막(125)은 MTO 산화막(124)과 PE 산화막(126)의 적층막으로 형성할 수 있다. 제1 하드마스크 적층막(125)은 비트라인 텅스텐 패턴 형성시 하드마스크의 역할을 한 다. 제1 폴리실리콘막(132)은 1차 패턴을 형성하기 위한 마스크막을 구성한다. 제2 하드마스크 적층막(145)은 제1 폴리실리콘막(132)의 패턴을 형성하기 위한 하드마스크막을 구성한다. 포토레지스트 패턴(152)은 1차 패턴 형성을 위한 마스크 패턴이다.First, referring to FIG. 4A, the interlayer insulating film 100, the conductive film 122, the first hard mask stacked film 125, the first polysilicon film 132, and the second hard mask stacked film 145 are in order. The photoresist pattern 152 is formed on the semiconductor substrate thus formed. The conductive film 122 may be formed of tungsten (W), for example, for bit lines. The first hard mask laminated film 125 may be formed as a laminated film of the MTO oxide film 124 and the PE oxide film 126. The first hard mask layer 125 serves as a hard mask when forming the bit line tungsten pattern. The first polysilicon film 132 constitutes a mask film for forming a primary pattern. The second hard mask layered film 145 forms a hard mask film for forming a pattern of the first polysilicon film 132. The photoresist pattern 152 is a mask pattern for forming a primary pattern.

도 4b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(152)을 마스크로 삼고 제2 하드마스크 적층막(145) 및 제1 폴리실리콘막(132)을 식각한다. 이때 제2 하드마스크 적층막(145)을 먼저 식각한 후 제2 하드마스크 적층막(145)의 패턴을 마스크로 삼고 제1 폴리실리콘막(132)을 식각하거나, 제2 하드마스크 적층막(145)과 제1 폴리실리콘막(132)을 한번에 식각할 수 있다. Referring to FIG. 4B, the second hard mask layer 145 and the first polysilicon layer 132 are etched using the photoresist pattern 152 as a mask. At this time, the second hard mask layer 145 is first etched and then the first polysilicon layer 132 is etched using the pattern of the second hard mask layer 145 as a mask, or the second hard mask layer 145 is etched. ) And the first polysilicon film 132 may be etched at once.

도 4c는 제2 하드마스크 적층막(145)을 제거하여 제1 폴리실리콘막 패턴(132a, 132b)이 형성되어 있는 단계를 도시한 단면도이다. 연결 영역의 제1 폴리실리콘막 패턴(132a)은 1차 연결 패턴의 마스크 패턴(이하, 1차 연결 마스크 패턴)을 구성하고 페이지 버퍼 영역의 제1 폴리실리콘막 패턴(132b)은 페이지 버퍼 마스크 패턴을 구성한다.FIG. 4C is a cross-sectional view illustrating a step in which the first polysilicon layer patterns 132a and 132b are formed by removing the second hard mask layer 145. The first polysilicon layer pattern 132a of the connection region constitutes a mask pattern (hereinafter, referred to as a primary connection mask pattern) of the primary connection pattern, and the first polysilicon layer pattern 132b of the page buffer region is a page buffer mask pattern. Configure

도 4d를 참조하면, 제1 폴리실리콘막 패턴(132a, 132b) 위에 중간막(134)을 얇게 형성한다. 중간막(134)은 제1 폴리실리콘막 패턴(132a, 132b) 사이에 2차 폴리실리콘막 패턴을 형성하기 위하여 중간에 개재하는 막으로서 폴리실리콘과 식각 선택비가 있는 막, 예를 들면, 실리콘 산화막을 ALD 방식으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4D, a thin interlayer 134 is formed on the first polysilicon layer patterns 132a and 132b. The interlayer film 134 is a film interposed between the first polysilicon film patterns 132a and 132b to form a secondary polysilicon film pattern. The interlayer film 134 may include a film having an etching selectivity with polysilicon, for example, a silicon oxide film. It can be formed by the ALD method.

도 4e를 참조하면, 중간막(134)에 의하여 덮여 있는 제1 폴리실리콘막 패턴(132a, 132b) 사이의 공간을 모두 채우도록 제2 폴리실리콘막(136)을 형성한다. Referring to FIG. 4E, the second polysilicon layer 136 is formed to fill all the spaces between the first polysilicon layer patterns 132a and 132b covered by the interlayer 134.

도 4f를 참조하면, 제1 폴리실리콘막 패턴(132a, 132b) 사이에만 제2 폴리실리콘막(136)을 남기도록 중간막(134) 위로 형성되어 있는 제2 폴리실리콘막(136)을 제거한다. 제2 폴리실리콘막(136)을 제거를 위하여 CMP나 에치백 방법을 사용할 수 있으며, 중간막(134)이 CMP 정지막 또는 식각 정지막의 역할을 할 수 있다.Referring to FIG. 4F, the second polysilicon layer 136 formed on the intermediate layer 134 is removed to leave the second polysilicon layer 136 only between the first polysilicon layer patterns 132a and 132b. CMP or etch back may be used to remove the second polysilicon layer 136, and the intermediate layer 134 may serve as a CMP stop layer or an etch stop layer.

도 4g를 참조하면, 연결 영역에 트리밍을 위한 포토레지스트 패턴(154)을 형성한다. Referring to FIG. 4G, a photoresist pattern 154 for trimming is formed in the connection region.

도 4h를 참조하면, 포토레지스트 패턴(154)에 의하여 노출된 부분의 제2 폴리실리콘막(136)을 제거한다. 페이지 버퍼 영역에서는 중간막(134) 위로 노출되어 있는 제2 폴리실리콘막(136)이 모두 제거되어 중간막(134)에 의해 덮여있는 제1 폴리실리콘막 패턴(132)만 남는다. 연결 영역에서는 도 4h에 도시한 바와 같이 포토레지스트 패턴(154)에 의해 덮여 있는 부분은 제2 폴리실리콘막(136)이 제거되지 않는다. 도 4h에 도시되어 있지 않으나 포토레지스트 패턴(154)에 의해 덮여 있지 않은 부분은 제2 폴리실리콘막(136)이 제거되어 트리밍된다. Referring to FIG. 4H, the second polysilicon layer 136 of the portion exposed by the photoresist pattern 154 is removed. In the page buffer region, all of the second polysilicon layers 136 exposed on the interlayer 134 are removed, leaving only the first polysilicon layer pattern 132 covered by the interlayer 134. In the connection region, as illustrated in FIG. 4H, the second polysilicon layer 136 is not removed in the portion covered by the photoresist pattern 154. A portion not shown in FIG. 4H but not covered by the photoresist pattern 154 is trimmed by removing the second polysilicon film 136.

도 4i는 포토레지스트 패턴(154)과 중간막(134)을 제거한 후의 제1 하드마스크 적층막 패턴(125)을 도시한 단면도이다. 연결 영역에는 제1 폴리실리콘막 패턴(132a)으로 이루어진 1차 연결 마스크 패턴과 제2 폴리실리콘막(136)으로 이루어진 2차 연결 마스크 패턴이 형성되어 있다. 2차 연결 마스크 패턴에는 연결 패드 마스크 패턴(미도시)이 형성되어 있다. 페이지 버퍼 영역에는 제1 폴리실리콘막 패턴(132b)으로만 이루어진 페이지 버퍼 마스크 패턴이 형성되어 있다. FIG. 4I is a cross-sectional view illustrating the first hard mask stacked layer pattern 125 after the photoresist pattern 154 and the intermediate layer 134 are removed. In the connection region, a first connection mask pattern formed of the first polysilicon layer pattern 132a and a second connection mask pattern formed of the second polysilicon layer 136 are formed. A connection pad mask pattern (not shown) is formed on the secondary connection mask pattern. A page buffer mask pattern made of only the first polysilicon layer pattern 132b is formed in the page buffer area.

도 4j를 참조하면, 도 4i의 마스크 패턴들을 마스크로 삼고 텅스텐층(122)을 식각하여 연결 패턴(122a)과 페이지 버퍼 패턴(122b)을 형성한다. Referring to FIG. 4J, the tungsten layer 122 is etched using the mask patterns of FIG. 4I to form a connection pattern 122a and a page buffer pattern 122b.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention are made. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that this is possible.

도 1은 종래의 기술에 의한 연결 패턴과 트리밍 패턴의 레이아웃도이다.1 is a layout diagram of a connection pattern and a trimming pattern according to the related art.

도 2는 종래의 연결 패턴의 레이아웃에 의하여 트리밍 공정이 진행된 후의 연결 패턴의 평면 SEM 사진이다.2 is a planar SEM photograph of a connection pattern after a trimming process is performed by a layout of a conventional connection pattern.

도 3은 본 발명에 의한 셀 영역과 페이지 버퍼 영역 사이에 있는 연결 영역의 레이아웃도이다.3 is a layout diagram of a connection area between a cell area and a page buffer area according to the present invention.

도 4a 내지 도 4j는 도 3의 레이아웃을 이용하여 자기정렬 이중패터닝(SADP)에 의하여 연결 패턴을 형성하는 방법을 공정 순서대로 도시한 단면도들이다.4A through 4J are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming a connection pattern by self-aligned double patterning (SADP) using the layout of FIG. 3.

Claims (15)

자기정렬 이중패터닝 공정에 사용되며, 셀 영역, 주변회로 영역 및 상기 셀 영역과 상기 주변회로 영역 사이의 연결 영역을 포함하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃에 있어서, 상기 연결 영역은In a self-aligned double patterning process, the NAND flash memory includes a cell region, a peripheral circuit region, and a connection region between the cell region and the peripheral circuit region. 제1 방향으로 진행하는 복수의 1차 연결 패턴; 및A plurality of primary connection patterns traveling in a first direction; And 상기 1차 연결 패턴 사이의 자기정렬에 의한 2차 연결 패턴이되, 제2 방향으로 복수의 열로 배치된 연결 패드를 포함하고, 같은 열의 상기 연결 패드는 인접한 상기 2차 연결 패턴에 하나 걸러씩 배치되어 있으며, 끝단이 상기 제1 방향으로 동일한 위치까지 신장되는 2차 연결 패턴을 포함하는 연결 패턴을 포함하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.A second connection pattern formed by self-alignment between the first connection patterns, wherein the connection pads are arranged in a plurality of rows in a second direction, and the connection pads in the same row are disposed every other adjacent second connection pattern And a connection pattern including a second connection pattern having an end portion extending to the same position in the first direction. 제1 항에 있어서, 상기 연결 패턴은 상기 셀 영역의 셀 패턴과 상기 주변회로 영역의 주변회로 패턴을 전기적으로 연결하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 1, wherein the connection pattern electrically connects a cell pattern of the cell region and a peripheral circuit pattern of the peripheral circuit region. 제1 항에 있어서, 인접한 열의 상기 연결 패드는 지그 재그로 배치되어 있는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The layout of claim 1, wherein the connection pads in adjacent rows are arranged in a zigzag. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 열은 두 개의 열인 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The layout of claim 1, wherein the plurality of columns are two columns. 제1 항에 있어서, 상기 연결 패드는 상부 연결 배선과 연결되는 콘택이 형성되는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 1, wherein a contact pad is formed to contact the upper connection line. 제1 항에 있어서, 상기 1차 연결 패턴은 상기 주변회로 영역으로 신장되어 주변회로 패턴의 일부를 구성하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 1, wherein the first connection pattern extends into the peripheral circuit region to form a part of the peripheral circuit pattern. 제6 항에 있어서, 상기 주변회로 영역은 상기 연결 영역의 패턴과 단절되어 있는 상기 1차 연결 패턴 사이의 패턴을 더 포함하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 6, wherein the peripheral circuit area further comprises a pattern between the pattern of the connection area and the primary connection pattern that is disconnected. 제2 항에 있어서, 상기 셀 패턴은 비트 라인 패턴인 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 2, wherein the cell pattern is a bit line pattern. 제2 항에 있어서, 상기 주변회로 영역은 페이지 버퍼 영역인 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 2, wherein the peripheral circuit area is a page buffer area. 제1 항에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직인 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The layout of claim 1, wherein the first direction and the second direction are perpendicular to each other. 셀 영역의 비트라인 패턴;A bit line pattern of the cell region; 상기 셀 영역과 연결되는 연결 영역의 연결 패턴; 및A connection pattern of a connection area connected to the cell area; And 상기 연결 영역과 연결되는 페이지 버퍼 영역의 페이지 버퍼 패턴;을 포함하되,A page buffer pattern of a page buffer area connected to the connection area; 상기 연결 패턴은 제1 방향으로 진행하는 복수의 1차 연결 패턴 및 상기 1차 연결 패턴 사이에 자기정렬되는 2차 연결 패턴을 포함하고,The connection pattern includes a plurality of primary connection patterns traveling in a first direction and a secondary connection pattern self-aligned between the primary connection patterns, 상기 2차 연결 패턴은 제2 방향의 2개의 열로서 각각의 열에서 인접한 상기 2차 패턴에 하나 걸러씩 배치된 연결 패드를 포함하고, 상기 2차 연결 패턴의 끝단이 상기 제1 방향으로 동일한 위치까지 신장되는 것을 특징으로 하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The secondary connection pattern includes two connection pads arranged in every other row in the second direction adjacent to each other in two rows in the second direction, and ends of the second connection pattern are the same in the first direction. The NAND flash memory layout characterized by extending to. 제11 항에 있어서, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직인 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 11, wherein the first direction and the second direction are perpendicular to each other. 제11 항에 있어서, 상기 연결 패드는 상기 2차 연결 패턴과 상기 페이지 버퍼 패턴의 일부를 전기적으로 연결하는 연결 배선이 접속하는 콘택이 형성되는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The NAND flash memory layout of claim 11, wherein the connection pad has a contact formed by a connection line for electrically connecting the second connection pattern and a portion of the page buffer pattern. 제11 항에 있어서, 상기 비트라인 패턴은 상기 1차 연결 패턴으로 신장되는 1차 비트라인 패턴 및 상기 1차 비트라인 패턴 사이에 자기정렬되고 상기 2차 연결 패턴으로 신장되는 2차 비트라인 패턴을 포함하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.The method of claim 11, wherein the bit line pattern comprises a secondary bit line pattern self-aligned between the primary bit line pattern extending to the primary connection pattern and the primary bit line pattern and extending to the secondary connection pattern. Layout of NAND flash memory to include. 제11 항에 있어서, 상기 페이지 버퍼 패턴은 상기 1차 연결 패턴으로부터 신장되는 1차 연결 페이지 버퍼 패턴 및 상기 1차 페이지 버퍼 패턴 사이에 배치되고 상기 2차 연결 패턴과 단절된 1차 단절 페이지 버퍼 패턴을 포함하는 낸드 플래시 메모리의 레이아웃.12. The method of claim 11, wherein the page buffer pattern is disposed between the primary connection page buffer pattern extending from the primary connection pattern and the primary page buffer pattern and the primary disconnected page buffer pattern disconnected from the secondary connection pattern. Layout of NAND flash memory to include.
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