KR20110114307A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세한 선폭과 간격을 가지는 라인 패턴과 라인 패턴에 연결되는 패드나 콘택의 형성시 정렬오차나 접촉불량을 개선할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 반도체 장치 내 콘택 또는 패드를 형성하기 전, 상기 콘택 또는 상기 패드과 연결되는 라인 형태의 미세 패턴의 중첩 마진을 증가시키는 단계를 포함한다.The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that can improve alignment error or poor contact when forming a line pattern having a fine line width and spacing and a pad or contact connected to the line pattern. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes increasing overlapping margins of a fine pattern in the form of a line connected to the contact or the pad before forming the contact or the pad in the semiconductor device.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, SPT(Spacer Patterning Technology) 공정을 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a pattern formation method using a SPT (Spacer Patterning Technology) process.
반도체 소자의 고집적화에 따라 패턴 크기가 감소되고 있으며, 이에 따라 미세 패턴을 형성하기 위한 제조 장비 및 공정 방법이 다양하게 제시되고 있다. 대표적인 예로 레일레이(Rayleigh) 방정식을 살펴보면, 반도체 소자 내 미세 패턴의 크기는 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 비례하고 렌즈의 크기에 반비례한다. 따라서, 미세 패턴 형성을 위해, 지금까지 노광 공정에 사용되는 빛의 파장을 줄이거나 렌즈의 크기를 크게 하는 방법을 주로 사용되어 왔다. As the integration of semiconductor devices increases, the size of patterns is reduced. Accordingly, various manufacturing equipment and process methods for forming fine patterns have been proposed. As a representative example, looking at the Rayleigh equation, the size of the fine pattern in the semiconductor device is proportional to the wavelength of light used in the exposure process and inversely proportional to the size of the lens. Therefore, a method of reducing the wavelength of light or increasing the size of the lens used in the exposure process has been mainly used for forming a fine pattern.
이러한 방법은 새로운 제조 장비의 개발을 필요로 하여 장비 투자비가 증가되며, 장비 운영의 어려움이 있어서 많은 문제점들을 야기하였다. 이에, 기존의 장비를 이용하고서도 고집적화에 부합하는 미세 패턴을 형성할 수 있는 방법으로 감광막 패터닝을 위한 노광 공정을 서로 다른 마스크를 사용하여 두 번 수행함으로써 회로 패턴을 인쇄하는 이중 노광 기술(double patterning technology) 및 스페이서를 미세 패턴 생성을 위한 식각 마스크로 사용하는 SPT(Spacer Patterning Technology) 방법 등이 제안되었다. This method requires the development of new manufacturing equipment, increases equipment investment costs, and causes difficulties in operating the equipment. Therefore, a double patterning technology for printing a circuit pattern by performing an exposure process for photoresist patterning twice using different masks as a method of forming a fine pattern conforming to high integration even using existing equipment. ) And SPT (Spacer Patterning Technology) method using a spacer as an etching mask for generating a fine pattern has been proposed.
SPT 방법은 피식각층 상부에 일정한 패턴을 형성한 후, 패턴의 측벽과 상부에 일정 두께의 절연층을 증착한 후, 절연층의 측벽에 식각선택비가 다른 물질로 스페이서를 형성한다. 이후, 패턴과 외곽에 형성된 스페이서 사이에 끼어있는 절연층을 제거하고, 패턴과 외곽에 형성된 스페이서를 식각 마스크로하여 하부의 피식각층을 식각한다. 이를 통해, 반도체 기판 상에 스페이서의 폭에 대응하는 선폭과 간격을 가지는 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 이하에서는 이러한 SPT 방법을 개선한 이중 SPT 방법을 설명한다.The SPT method forms a predetermined pattern on the etched layer, deposits an insulating layer having a predetermined thickness on the sidewalls and the upper side of the pattern, and then forms a spacer on the sidewall of the insulating layer with a material having a different etching selectivity. Subsequently, the insulating layer interposed between the pattern and the spacer formed in the outer portion is removed, and the lower etching layer is etched using the spacer formed in the pattern and the outer portion as an etching mask. Through this, it is possible to form a pattern having a line width and an interval corresponding to the width of the spacer on the semiconductor substrate. Hereinafter, a dual SPT method will be described in which the SPT method is improved.
도 1a 내지 도 1f는 일반적인 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.1A to 1F are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a general dual SPT method.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판 상에 증착된 피식각층(102) 상에 제 1 패턴(104)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a
도 1b를 참조하면, 제 1 패턴(104)의 측벽에 제 1 스페이서(106)를 형성한다. 여기서 제 1 스페이서(106)는 제 1 패턴(104)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 증착한 후 에치백(etch-back) 공정을 수행하여 형성된다.Referring to FIG. 1B,
도 1c를 참조하면, 제 1 패턴(104)과 제 1 스페이서(106) 상에 절연막(미도시)을 증착한 후 에치백 공정을 수행하여 제 2 패턴(108)을 형성한다.. 여기서, 제 2 패턴(108)은 제 1 패턴(104)을 구성하는 물질과 동등한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다. 제 2 패턴(108)의 형성은 제 1 스페이서(106)의 형성과정과 유사하지만 물질의 차이가 있다.Referring to FIG. 1C, an insulating film (not shown) is deposited on the
도 1d를 참조하면, 제 2 패턴(108)의 측벽에 제 2 스페이서(110)를 형성한다. 이때, 제 2 스페이서(110)를 구성하는 물질은 제 2 패턴(108)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다.Referring to FIG. 1D, a
도 1e를 참조하면, 식각 선택비의 차이를 이용하여 제 1 스페이서(106) 및 제 2 스페이서(110)를 제외한 제 1 패턴(104)과 제 2 패턴(108)을 제거한다. 또한, 별도의 마스크(120)를 사용하여 다수의 라인 패턴(112)의 일측 끝단에 서로를 연결하는 불필요한 부분은 제거한다. Referring to FIG. 1E, the
도 1f를 참조하면, 남겨진 제 1 및 제 2 스페이서(106, 110)을 식각마스크로 하여 노출된 피식각층(102)을 패터닝하여 다수의 라인 패턴(112)을 형성한다. Referring to FIG. 1F, the exposed
전술한 바와 같이, 이중 SPT 방법을 통해 미세한 선폭과 간격을 가지는 다수의 라인 패턴(112)을 형성할 수 있다. 이때, 라인 패턴(112)의 선폭은 제 1 및 제 2 스페이서(106, 110)의 선폭과 동일하며, 라인 패턴(112)의 간격은 제 1 패턴(104)과 제 2 패턴(108)의 선폭에 의해 결정된다. 제 2 패턴(108)도 제 1 및 제 2 스페이서(106, 110)과 같은 방법으로 형성되기 때문에, 라인 패턴(112)의 선폭과 간격의 비율은 1:1이 된다.As described above, a plurality of
라인 패턴(112)의 타측 끝단에 형성된 패드 영역 상에는 콘택(114)을 형성한다. 이때, 콘택(114)은 라인 패턴(112) 상에 증착한 절연막(미도시)을 일부 식각하여 콘택홀(미도시)을 형성한 후, 콘택홀에 도전물질을 매립하는 방법을 통하여 형성할 수 있다.The
도 2는 도 1a 내지 도 1f에서 설명한 일반적인 이중 SPT 방법에 따라 형성된 반도체 소자의 문제점을 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a problem of a semiconductor device formed according to the general dual SPT method described with reference to FIGS. 1A to 1F.
도시된 바와 같이, 전술한 이중 SPT 방법은 반도체 장치 내 미세한 라인 패턴(112A, 112B)의 형성을 가능하게 하지만, 라인 패턴(112A, 112B) 사이의 간격이 매우 좁기 때문에 미세 패턴과 전기적으로 연결되는 선폭이 큰 콘택(114A, 114B)이나 패드를 형성하는 경우 문제가 발생할 수 있다. As shown, the above-described dual SPT method enables the formation of
도 1e 및 1f를 참조하면, 제 2 패턴(108)의 외측에 형성된 제 2 스페이서(110)에 의해 형성된 라인 패턴(112A)과 연결되는 두 개의 콘택(114A)을 형성하는 데에는 공정 마진이 충분하지만, 제 2 패턴(108)과 제 1 패턴(104) 사에에 형성된 제 1 스페이서(106)에 의해 형성된 라인 패턴(122B)과 연결되는 두 개의 콘택(114B)를 형성하는 데에는 공정 마진이 부족하다.1E and 1F, the process margin is sufficient to form two
전술한 이중 SPT 방법은 두 개의 스페이서(106, 110) 사이에 형성되는 제 2 패턴(108)를 스페이서의 형성 방법과 동일하게 형성하기 때문에 제 2 패턴(108)의 선폭을 증가시키거나 줄이는 것이 불가능하다. 따라서, 라인 패턴(112)의 끝단에 형성되는 패드나 콘택의 형성시, 패드나 콘택은 라인 패턴(112)보다 큰 영역을 차지하여 이웃한 라인 패턴(112)과 전기적으로 연결되거나 이웃한 콘택끼리 연결될 가능성이 높아진다. 즉, 라인 패턴에 대한 패드나 콘택의 중첩 마진(overlap margin)이 부족하여 패드나 콘택을 형성하기 위한 공정에서 결함을 줄이고 공정마진을 줄이기 위한 별도의 추가 공정을 수행해야 하는 문제가 있다.Since the aforementioned double SPT method forms the
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이중 SPT 방법에서 두 개의 스페이서에 형성되는 패턴을 마스크를 이용한 노광 공정으로 형성하여 두 개의 스페이서 사이의 간격을 충분히 확보하거나 두 개의 스페이서를 패드 혹은 콘택이 형성되는 위치에서 간격을 넓혀 형성함으로써 미세한 선폭과 간격을 가지는 라인 패턴과 라인 패턴에 연결되는 패드나 콘택의 중첩 마진을 증가시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention forms a pattern formed on the two spacers in the double SPT method by an exposure process using a mask to sufficiently secure the gap between the two spacers or to form two pads or contacts The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of increasing an overlap margin of a line pattern having a fine line width and a gap and a pad or a contact connected to the line pattern by widening the gap at a predetermined position.
본 발명은 피식각층 상부에 제 1 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 패턴의 측벽에 제 1 스페이서를 형성하는 단계, 상기 제 1 스페이서의 측벽에 제 2 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 2 패턴의 측벽에 제 2 스페이서를 형성하는 단계, 및 상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서를 식각하여 복수의 제 1 스페이서 패턴 및 복수의 제 2 스페이서 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 제 1 스페이서 패턴의 제 1 돌출 영역은 서로 반대 방향으로 형성되며, 상기 복수의 제 2 스페이서 패턴의 제 2 돌출 영역도 서로 반대 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of forming a first pattern on an etched layer, forming a first spacer on sidewalls of the first pattern, and forming a second pattern on sidewalls of the first spacer. Forming a second spacer on a sidewall, and etching the first spacer and the second spacer to form a plurality of first spacer patterns and a plurality of second spacer patterns, wherein the plurality of first spacers The first protruding regions of the pattern are formed in opposite directions, and the second protruding regions of the plurality of second spacer patterns are formed in opposite directions.
바람직하게는, 상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 제 1 스페이서 패턴 및 상기 제 2 스페이서 패턴에 대응하여 미세 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 돌출영역에 대응하는 상기 미세 패턴의 상부에 패드 또는 콘택을 형성하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the manufacturing method of the semiconductor device comprises the steps of forming a fine pattern corresponding to the first spacer pattern and the second spacer pattern; And forming pads or contacts on the fine patterns corresponding to the first and second protruding regions.
바람직하게는, 이웃한 상기 제 1 돌출영역과 제 2 돌출영역은 서로 반대 방향으로 형성되거나, 상기 제 1 돌출영역과 제 2 돌출영역이 같은 방향으로 형성될 경우 사이 간격은 선폭의 3배 이상이 되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the adjacent first and second protruding regions are formed in opposite directions, or when the first and second protruding regions are formed in the same direction, an interval between the first and second protruding regions is equal to or greater than three times the line width. It is characterized by.
바람직하게는, 상기 미세 패턴 사이의 간격은 상기 제 2 패턴의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하며, 상기 콘택 또는 상기 패드가 형성되는 영역에서 상기 돌출 패턴 사이의 간격은 상기 제 1 또는 제 2 스페이서의 선폭의 3배 이상인 것을 특징으로 한다.Preferably, the spacing between the fine patterns is the same as the line width of the second pattern, and the spacing between the protrusion patterns in the region where the contact or the pad is formed is the line width of the first or second spacer. It is characterized in that more than three times.
바람직하게는, 상기 제 2 패턴은 절연막을 증착한 후 노광공정을 포함한 패터닝 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second pattern is formed through a patterning process including an exposure process after depositing an insulating film.
바람직하게는, 상기 미세 패턴 사이의 간격은 상기 제 2 패턴의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하며, 상기 콘택 또는 상기 패드가 형성되는 영역에서는 상기 미세 패턴은 서로 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the spacing between the fine patterns is the same as the line width of the second pattern, and in the region where the contact or the pad is formed, the fine patterns are formed in opposite directions.
바람직하게는, 상기 제 1 패턴의 형성시 임의의 거리만큼 이격된 더미 패턴을 더 형성하며, 상기 제 2 패턴은 절연막을 증착한 후 에치백 공정으로 식각하는 스페이서 형성공정으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the first pattern is formed, a dummy pattern spaced apart by an arbitrary distance is further formed, and the second pattern is formed by a spacer forming process of etching an etchback process after depositing an insulating film. .
바람직하게는, 상기 반도체 소자의 제조 방법은 상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서 각각을 한 쌍의 스페이서로 분리하는 단계를 더 포함한다.Preferably, the method of manufacturing the semiconductor device further includes separating each of the first spacer and the second spacer into a pair of spacers.
바람직하게는, 상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서는 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴과 식각선택비가 상이한 것을 특징으로 한다.Preferably, the first spacer and the second spacer is characterized in that the etching selectivity is different from the first pattern and the second pattern.
바람직하게는, 상기 제 1 스페이서와 상기 제 2 스페이서의 식각선택비가 동일하고, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴의 식각선택비가 동일한 것을 특징으로 한다.Preferably, the etching selectivity of the first spacer and the second spacer is the same, and the etching selectivity of the first pattern and the second pattern is the same.
바람직하게는, 상기 제 1 스페이서, 상기 제 2 스페이서, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은 산화막, 폴리실리콘막, 탄소막, 질화막 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first spacer, the second spacer, the first pattern, and the second pattern may include one of an oxide film, a polysilicon film, a carbon film, and a nitride film.
본 발명은 이중 SPT 방법을 이용하여 반도체 장치 내 미세 라인 패턴에 연결되는 패드 또는 콘택을 형성할 때 중첩 마진을 증가시키는 장점이 있다. 나아가, 본 발명은 반도체 장치 내 서로 다른 선폭과 간격을 가지는 복수의 패턴을 연결할 때에도 중첩 마진을 확보하기 위해 적용하는 경우 고집적 반도체 장치의 형성과정에서 구성요소들 사이의 정렬오차나 접촉불량을 개선할 수 있다.The present invention has the advantage of increasing the overlap margin when forming a pad or contact connected to the fine line pattern in the semiconductor device using the double SPT method. Furthermore, when the present invention is applied to secure overlapping margins even when connecting a plurality of patterns having different line widths and spacing in the semiconductor device, alignment errors or contact defects between components may be improved during the formation of the highly integrated semiconductor device. Can be.
도 1a 내지 도 1f는 일반적인 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1a 내지 도 1f에서 설명한 일반적인 이중 SPT 방법에 따라 형성된 반도체 소자의 문제점을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.1A to 1F are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a general dual SPT method.
FIG. 2 is a plan view illustrating a problem of a semiconductor device formed according to the general dual SPT method described with reference to FIGS. 1A to 1F.
3A to 3G are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a dual SPT method according to an embodiment of the present invention.
4A to 4G are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a dual SPT method according to another embodiment of the present invention.
복수의 스페이서를 이용하는 이중 패터닝 방법(DPT)에서 복수의 스페이서 사이에 형성되는 패턴은 노광 공정으로 형성되지 않기 때문에 복수의 스페이서에 의해 형성되는 미세 패턴에 선폭이 큰 다른 패턴을 연결하는 경우 중첩 마진이 크지 않아 반도체 장치의 제조 과정에 어려움이 많았으나, 본 발명에서는 복수의 스페이서의 사이에 형성되는 패턴을 마스크를 사용하는 노광공정으로 형성함으로써 복수의 스페이서의 사이 간격을 중첩마진을 고려하여 조정한다. 또한, 본 발명은 마스크를 사용하는 별도의 노광공정을 추가하지 않고서도 복수의 스페이서를 형성하기 전 더미 패턴이 추가된 마스크을 이용하여 복수의 스페이서가 패드 혹은 콘택이 형성되는 위치까지 연장하여 형성되도록 하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.In the double patterning method (DPT) using a plurality of spacers, since the pattern formed between the plurality of spacers is not formed by an exposure process, overlapping margins may be increased when connecting another pattern having a large line width to a fine pattern formed by the plurality of spacers. Although the manufacturing process of the semiconductor device is not large, it is difficult. However, in the present invention, a pattern formed between the plurality of spacers is formed by an exposure process using a mask to adjust the spacing between the plurality of spacers in consideration of the overlap margin. In addition, the present invention allows a plurality of spacers to be formed to extend to a position where a pad or a contact is formed by using a mask to which a dummy pattern is added before forming a plurality of spacers without adding a separate exposure process using a mask. A method for manufacturing a semiconductor device is provided. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.3A to 3G are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a dual SPT method according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 반도체 기판 상에 증착된 피식각층(302) 상에 라인 형태의 제 1 패턴(304)을 형성한다. 라인 영역(304A)과 패드 영역(304B)으로 구성되는 제 1 패턴(304)의 끝단에는 패드 또는 콘택을 연결하기 위한 공간을 확보하기 위해 선폭이 넓게 형성하고 이웃한 제 1 패턴(304)과는 길이가 서로 다르게 형성된다.Referring to FIG. 3A, a
도 3b를 참조하면, 제 1 패턴(304)의 측벽에 제 1 스페이서(306)를 형성한다. 여기서 제 1 스페이서(306)는 제 1 패턴(304)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다.Referring to FIG. 3B, the
도 3c를 참조하면, 제 1 패턴(304)과 제 1 스페이서(306) 상에 절연막(미도시)을 증착한 후, 제 1 패턴(304)과 제 1 스페이서(306)의 선폭을 합한 것보다 넓은 선폭을 가지는 제 2 패턴(308)을 정의한 마스크를 이용하여 패터닝한다. 여기서, 라인 영역(308A)과 패드 영역(308B)으로 구성되는 제 2 패턴(308)은 제 1 라인 패턴(308)을 구성하는 물질과 동등한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다. Referring to FIG. 3C, after depositing an insulating film (not shown) on the
중첩마진의 확보를 위해, 제 2 패턴(308)의 패드 영역(308B)의 선폭은 제 1 패턴(304)의 패드 영역(304B)과 제 1 스페이서(306)의 선폭을 합한 것보다 제 1 스페이서(306)의 선폭의 3배 이상 넓도록 형성한다. 한편, 제 2 패턴(308)의 라인 영역(308A)은 제 1 패턴(304)의 라인 영역(304A)과 제 1 스페이서(306)의 선폭을 합한 것보다 제 1 스페이서(306)의 선폭만큼 큰 선폭을 가지도록 형성한다.In order to secure the overlap margin, the line width of the
도 3d를 참조하면, 제 2 패턴(308)의 측벽에 제 2 스페이서(310)를 형성한다. 이때, 제 2 스페이서(310)를 구성하는 물질은 제 2 패턴(308)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다.Referring to FIG. 3D, a
도 3e를 참조하면, 식각 선택비의 차이를 이용하여 제 1 스페이서(306) 및 제 2 스페이서(310)를 제외한 제 1 패턴(304)과 제 2 패턴(308)을 제거한다.Referring to FIG. 3E, the
도 3f를 참조하면, 패드 또는 콘택을 형성할 영역에 제 1 및 제 2 스페이서(306, 310)의 일부를 제거한다. 마스크(420)를 이용한 식각 공정을 수행하여, 제 1 및 제 2 스페이서(306, 310) 각각은 한 쌍의 스페이서(306A, 306B, 310A, 310B)로 구분된다. 이때, 각각의 쌍을 이루는 스페이서(306A 및 306B, 또는 310A 및 310B)의 끝 부분에는 서로 마주 보는 방향의 돌출 영역이 형성된다. 이웃한 스페이서(306A 및 310B, 또는 306B 및 310A)의 돌출 영역은 서로 같은 방향으로 형성된다.Referring to FIG. 3F, portions of the first and
도 3g를 참조하면, 남겨진 제 1 및 제 2 스페이서(306A, 306B, 310A, 310B)을 식각마스크로 하여 노출된 피식각층(302)을 패터닝하여 다수의 라인 패턴(312A, 312B)을 형성한다. 또한, 콘택 또는 패드의 위치를 정의한 마스크를 사용하여 다수의 라인 패턴(312)의 일측 끝단에 콘택/패드(314A, 314B)를 형성한다. 종래와 달리, 본 발명에서는 콘택/패드(314A, 314B)와 연결되는 라인 패턴(312A, 312B)이 서로 충분히 이격되어 있어 콘택/패드(314A, 314B)의 중첩 마진이 증가되어 있다. 제 2 스페이서(310)에 의해 형성된 라인 패턴(312B)과 제 1 스페이서(306)에 의해 형성된 라인 패턴(312A) 사이의 간격이 제 1 스페이서(306)의 선폭의 3배 이상 넓어져, 콘택/패드(314A, 314B)를 서로 충돌하지 않으면서 서로 다른 라인 패턴(312A, 312B)과 연결시키기가 용이하다.Referring to FIG. 3G, the exposed
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 제 1 스페이서(306)의 형성 후 제 2 스페이서(310)를 형성하기 전에 형성되는 제 2 패턴(308)의 형성시 마스크를 이용한 노광공정을 수행함으로써, 콘택 또는 패드가 형성되는 영역에서 제 1 스페이서(306)와 제 2 스페이서(310) 사이의 간격을 충분히 넓힐 수 있다. 이를 통해, 추후 콘택/패드(314A, 314B)를 형성할 때 중첩 마진을 충분히 안정적으로 확보할 수 있어 반도체 장치의 결함 발생을 억제할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention by performing an exposure process using a mask during the formation of the
하지만, 전술한 반도체 소자의 제조 방법은 제 2 패턴(308)을 형성하기 위한 노광공정으로 인해 마스크를 추가로 제조하여야 하기 때문에 반도체 소자의 제조 원가가 상승하는 단점이 있다. 이하에서는, 별도의 마스크를 이용한 노광공정을 수행하지 않고도 콘택 또는 패드를 형성할 때 충분한 중첩 마진을 확보할 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.However, the manufacturing method of the semiconductor device described above has a disadvantage in that the manufacturing cost of the semiconductor device increases because a mask must be additionally manufactured due to an exposure process for forming the
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 SPT 방법에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.4A to 4G are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a dual SPT method according to another embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 반도체 기판 상에 증착된 피식각층(402) 상에 라인 형태의 제 1 패턴(404)을 형성한다. 라인 영역(404A)과 패드 영역(404B)으로 구성되는 제 1 패턴(404)의 끝단에는 패드 또는 콘택을 연결하기 위한 공간을 확보하기 위해 선폭이 넓게 형성하고 이웃한 제 1 패턴(404)과는 길이가 서로 다르게 형성된다. 또한, 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)마다 더미 패턴(450)이 추가로 형성된다. 여기서, 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)과 더미 패턴(450)의 사이 간격은 후속공정에서 형성되는 스페이서의 선폭의 3 배이다.Referring to FIG. 4A, a
도 4b를 참조하면, 제 1 패턴(404) 및 더미 패턴(450)의 측벽에 제 1 스페이서(406)를 형성한다. 여기서 제 1 스페이서(406)는 제 1 패턴(404)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다. 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)과 더미 패턴(450)의 사이 간격이 스페이서의 선폭의 3 배였으나, 제 1 스페이서(406)가 형성된 후 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)과 더미 패턴(450)의 사이 간격은 스페이서의 선폭만큼만 남는다.Referring to FIG. 4B,
도 4c를 참조하면, 제 1 패턴(404), 더미 패턴(450) 및 제 1 스페이서(406) 상에 절연막(미도시)을 증착한 후 에치백 공정을 수행하여 제 2 패턴(408)을 형성한다.. 여기서, 제 2 패턴(408)은 제 1 패턴(104)을 구성하는 물질과 동등한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다. 종래 기술과 같이 제 2 패턴(408)의 형성은 제 1 스페이서(406)의 형성과정과 유사하며, 별도의 마스크를 사용한 노광공정을 수행할 필요가 없다. 하지만, 제 2 패턴(408)의 형성 후에는 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)과 더미 패턴(450)의 사이는 제 1 스페이서(406) 및 제 2 패턴(408)으로 인해 빈영역 남지 않는다.Referring to FIG. 4C, an insulating film (not shown) is deposited on the
도 4d를 참조하면, 제 2 패턴(408)의 측벽에 제 2 스페이서(410)를 형성한다. 이때, 제 2 스페이서(410)를 구성하는 물질은 제 2 패턴(408)을 구성하는 물질과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함한다. 제 1 패턴(404)의 패드 영역(404B)과 더미 패턴(450)의 사이에는 빈 공간이 없어 제 2 스페이서(410)가 형성되지 못한다.Referring to FIG. 4D, a
도 4e를 참조하면, 식각 선택비의 차이를 이용하여 제 1 스페이서(406) 및 제 2 스페이서(410)를 제외한 제 1 패턴(404)과 제 2 패턴(408)을 제거한다. 또한, 패드 또는 콘택을 형성할 영역에 제 1 및 제 2 스페이서(406, 410)의 일부를 제거한다. 마스크(420)를 이용한 식각 공정을 수행하여, 제 1 및 제 2 스페이서(406, 410) 각각은 한 쌍의 스페이서(406A, 406B, 410A, 410B)로 구분된다. 이때, 제 1 스페이서(406)에서 분리된 한 쌍의 스페이서(406A 및 406B의 끝 부분에는 서로 마주 보는 방향의 돌출 영역이 형성되고, 제 2 스페이서(410)에서 분리된 한 쌍의 스페이서(410A 및 410B)의 끝 부분에는 서로 반대 방향의 돌출 영역이 형성된다. 한편, 이웃한 스페이서(406A 및 410A, 또는 406B 및 410B)의 돌출 영역은 서로 반대 방향으로 형성된다.Referring to FIG. 4E, the
도 4f를 참조하면, 남겨진 제 1 및 제 2 스페이서(406A, 406B, 410A, 410B)을 식각마스크로 하여 노출된 피식각층(402)을 패터닝하여 다수의 라인 패턴(412A, 412B)을 형성한다. 또한, 콘택 또는 패드의 위치를 정의한 마스크를 사용하여 다수의 라인 패턴(412A, 412B)의 일측 끝단에 콘택/패드(414A, 414B)를 형성한다. 여기서, 콘택/패드(414A, 414B)와 연결되는 라인 패턴(412A, 412B)이 더미 패턴(450)으로 인해 서로 충분히 이격되도록 형성되기 때문에 콘택/패드(414A, 414B)의 중첩 마진이 증가되어 있다. 구체적으로, 제 2 스페이서(410)에 의해 형성된 라인 패턴(412B)과 제 1 스페이서(406)에 의해 형성된 라인 패턴(412A)의 끝단은 서로 반대 방향으로 형성된다. 따라서, 콘택/패드(414A, 414B)를 서로 충돌하지 않으면서 서로 다른 라인 패턴(412A, 412B)과 연결시키기가 용이하다.Referring to FIG. 4F, a plurality of
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 미세한 선폭과 간격으로 형성되는 라인 패턴과 연결되는 선폭이 큰 패드 또는 콘택을 형성할 때, 별도의 마스크를 이용한 노광공정을 수행하거나 더미 패턴을 형성함으로써 중첩마진을 증가시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. 별도의 마스크를 이용한 노광공정이나 더미 패턴을 이용하여 형성되는 라인 패턴의 형태는 마스크나 더미 패턴의 형상에 따라 변화할 수 있으며 패드 또는 콘택이 형성되는 영역에 적절하게 배치시킬 경우 중첩 마진을 극대화시킬 수 있다. 중첩 마진의 증가로 인해, 반도체 소자 내 패드 또는 콘택 형성시 발생할 수 있는 정렬오차나 간섭 및 전기적 단락과 같은 문제점을 해결할 수 있다.As described above, in the present invention, when forming a pad or contact having a large line width connected to a line pattern formed at a fine line width and an interval, the overlap margin is increased by performing an exposure process using a separate mask or forming a dummy pattern. Provided are a method of manufacturing a semiconductor device. The shape of the line pattern formed by using an exposure process or a dummy pattern using a separate mask may vary according to the shape of the mask or dummy pattern, and when properly disposed in an area where a pad or a contact is formed, the overlapping margin may be maximized. Can be. Due to the increase in the overlap margin, problems such as misalignment or interference and electrical shorts that may occur when pads or contacts are formed in the semiconductor device may be solved.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, and substitutions are possible, and that various modifications, additions and substitutions are possible, within the spirit and scope of the appended claims. As shown in Fig.
Claims (11)
상기 제 1 패턴의 측벽에 제 1 스페이서를 형성하는 단계;
상기 제 1 스페이서의 측벽에 제 2 패턴을 형성하는 단계;
상기 제 2 패턴의 측벽에 제 2 스페이서를 형성하는 단계; 및
상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서를 식각하여 복수의 제 1 스페이서 패턴 및 복수의 제 2 스페이서 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 복수의 제 1 스페이서 패턴의 제 1 돌출 영역은 서로 반대 방향으로 형성되며, 상기 복수의 제 2 스페이서 패턴의 제 2 돌출 영역도 서로 반대 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.Forming a first pattern on the etched layer;
Forming a first spacer on sidewalls of the first pattern;
Forming a second pattern on sidewalls of the first spacer;
Forming a second spacer on sidewalls of the second pattern; And
Etching the first spacer and the second spacer to form a plurality of first spacer patterns and a plurality of second spacer patterns,
The first protruding regions of the plurality of first spacer patterns are formed in opposite directions, and the second protruding regions of the plurality of second spacer patterns are formed in opposite directions.
상기 제 1 스페이서 패턴 및 상기 제 2 스페이서 패턴에 대응하여 미세 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 돌출영역에 대응하는 상기 미세 패턴의 상부에 패드 또는 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
Forming a fine pattern in correspondence with the first spacer pattern and the second spacer pattern; And
And forming pads or contacts on the fine patterns corresponding to the first and second protruding regions.
이웃한 상기 제 1 돌출영역과 제 2 돌출영역은 서로 반대 방향으로 형성되거나, 상기 제 1 돌출영역과 제 2 돌출영역이 같은 방향으로 형성될 경우 사이 간격은 선폭의 3배 이상이 되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 1,
The adjacent first and second protruding regions are formed in opposite directions, or when the first and second protruding regions are formed in the same direction, an interval between the first and second protruding regions is equal to or greater than three times the line width. The manufacturing method of the semiconductor element.
상기 미세 패턴 사이의 간격은 상기 제 2 패턴의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하며, 상기 콘택 또는 상기 패드가 형성되는 영역에서 상기 돌출 패턴 사이의 간격은 상기 제 1 또는 제 2 스페이서의 선폭의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 2,
The spacing between the fine patterns is the same as the line width of the second pattern, and the spacing between the protruding patterns in a region where the contact or the pad is formed is at least three times the line width of the first or second spacer. The manufacturing method of the semiconductor element characterized by the above-mentioned.
상기 제 2 패턴은 절연막을 증착한 후 노광공정을 포함한 패터닝 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 4, wherein
And the second pattern is formed through a patterning process including an exposure process after depositing an insulating film.
상기 미세 패턴 사이의 간격은 상기 제 2 패턴의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하며, 상기 콘택 또는 상기 패드가 형성되는 영역에서는 상기 미세 패턴은 서로 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 3, wherein
The spacing between the fine patterns is the same as the line width of the second pattern, and in the region where the contact or the pad is formed, the fine pattern is formed in a direction opposite to each other.
상기 제 1 패턴의 형성시 임의의 거리만큼 이격된 더미 패턴을 더 형성하며, 상기 제 2 패턴은 절연막을 증착한 후 에치백 공정으로 식각하는 스페이서 형성공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method according to claim 6,
When the first pattern is formed, a dummy pattern spaced apart by an arbitrary distance is further formed, and the second pattern is formed by a spacer forming process of etching an etchback process after depositing an insulating film. Way.
상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서 각각을 한 쌍의 스페이서로 분리하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 3, wherein
And separating each of the first spacer and the second spacer into a pair of spacers.
상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서는 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴과 식각선택비가 상이한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 3, wherein
The first spacer and the second spacer is a semiconductor device manufacturing method, characterized in that the etching selectivity is different from the first pattern and the second pattern.
상기 제 1 스페이서와 상기 제 2 스페이서의 식각선택비가 동일하고, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴의 식각선택비가 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 9,
The etching selectivity of the first spacer and the second spacer is the same, and the etching selectivity of the first pattern and the second pattern is the same.
상기 제 1 스페이서, 상기 제 2 스페이서, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은 산화막, 폴리실리콘막, 탄소막, 질화막 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 9,
And the first spacer, the second spacer, the first pattern, and the second pattern include one of an oxide film, a polysilicon film, a carbon film, and a nitride film.
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