[go: up one dir, main page]

KR102327667B1 - Methods of manufacturing semiconductor devices - Google Patents

Methods of manufacturing semiconductor devices Download PDF

Info

Publication number
KR102327667B1
KR102327667B1 KR1020150006589A KR20150006589A KR102327667B1 KR 102327667 B1 KR102327667 B1 KR 102327667B1 KR 1020150006589 A KR1020150006589 A KR 1020150006589A KR 20150006589 A KR20150006589 A KR 20150006589A KR 102327667 B1 KR102327667 B1 KR 102327667B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
mask
patterns
pattern
sacrificial layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020150006589A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160087533A (en
Inventor
김은정
권성운
김용관
황유상
서영식
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150006589A priority Critical patent/KR102327667B1/en
Publication of KR20160087533A publication Critical patent/KR20160087533A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102327667B1 publication Critical patent/KR102327667B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0332Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

반도체 소자의 패턴 형성 방법으로, 식각 대상막 상에 희생막 패턴들을 형성하고, 상기 희생막 패턴들의 양 측벽 상에 스페이서 형상의 예비 마스크 패턴들을 형성하고, 상기 예비 마스크 패턴들 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막을 형성한다. 상기 예비 마스크 패턴들의 상부면을 일부 에치백하여, 상기 예비 마스크 패턴들을 마스크 패턴들로 변환하고, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 갖도록 한다. 이 후, 상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고, 상기 마스크 패턴들을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하여 패턴들을 형성한다. 상기 마스크 패턴이 대칭되는 형상을 갖기 때문에, 상기 마스크 패턴을 이용하여 형성된 상기 패턴의 선폭 산포가 감소될 수 있다. A method of forming a pattern for a semiconductor device, wherein sacrificial layer patterns are formed on an etch target layer, spacer-shaped preliminary mask patterns are formed on both sidewalls of the sacrificial layer patterns, and gaps between the preliminary mask patterns are filled. to form a buried film. The upper surfaces of the preliminary mask patterns are partially etched back to convert the preliminary mask patterns into mask patterns, and the mask pattern extends in the first direction along a center in a second direction perpendicular to the first direction. It should have a symmetrical shape based on the line. Thereafter, the sacrificial layer patterns and the buried layer are removed, and the etch target layer is etched using the mask patterns to form patterns. Since the mask pattern has a symmetrical shape, a line width distribution of the pattern formed using the mask pattern may be reduced.

Description

반도체 소자의 제조 방법 {METHODS OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES}Method of manufacturing a semiconductor device {METHODS OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES}

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 미세 패턴을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device including a fine pattern.

반도체 소자가 고도로 집적화되면서 수 내지 수십 ㎚수준의 폭을 갖는 미세 패턴 형성이 요구되고 있다. 이에 따라, 다양한 패턴 형성 방법이 개발되고 있다.As semiconductor devices are highly integrated, it is required to form fine patterns having a width of several to tens of nm. Accordingly, various pattern forming methods have been developed.

본 발명의 일 과제는 산포가 개선되는 패턴들을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device including patterns having improved dispersion.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법으로, 식각 대상막 상에 제1 방향으로 연장되는 라인 형상의 희생막 패턴들을 형성하고, 상기 희생막 패턴들의 양 측벽 상에 스페이서 형상의 예비 마스크 패턴들을 형성하고, 상기 예비 마스크 패턴들 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막을 형성하고, 상기 예비 마스크 패턴들의 상부면을 일부 에치백하여, 상기 예비 마스크 패턴들을 마스크 패턴들로 변환하고, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 갖도록 하고, 상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고, 그리고 상기 마스크 패턴들을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하여 패턴들을 형성한다. In a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, line-shaped sacrificial layer patterns extending in a first direction are formed on an etch target layer, and both sidewalls of the sacrificial layer patterns are formed. Spacer-shaped preliminary mask patterns are formed thereon, a filling layer is formed to fill gaps between the preliminary mask patterns, and upper surfaces of the preliminary mask patterns are partially etched back to form the preliminary mask patterns as mask patterns. , and the mask pattern has a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along a center of a second direction perpendicular to the first direction, and the sacrificial layer patterns and the buried layer are removed, , and the etch target layer is etched using the mask patterns to form patterns.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 각각의 희생막 패턴들 상에 상부 마스크 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming an upper mask pattern on each of the sacrificial layer patterns.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들의 상부면의 일부를 에치백하는 공정에서, 상기 상부 마스크 패턴은 모두 제거될 수 있다. In example embodiments, in the process of etch-backing a portion of upper surfaces of the preliminary mask patterns, all of the upper mask patterns may be removed.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막은 동일한 물질로 형성될 수 있다.In example embodiments, the sacrificial layer patterns and the buried layer may be formed of the same material.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막은 탄소 함유막 또는 폴리실리콘막으로 형성될 수 있다. In example embodiments, the sacrificial layer patterns and the buried layer may be formed of a carbon-containing layer or a polysilicon layer.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들을 형성하는 것은, 상기 희생막 패턴들 및 식각 대상막 상에 컨포멀하게 마스크막을 형성하고, 상기 마스크막을 이방성 식각하는 것을 포함할 수 있다. In example embodiments, forming the preliminary mask patterns may include conformally forming a mask layer on the sacrificial layer patterns and the etch target layer, and anisotropically etching the mask layer.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막 패턴들은 상기 패턴들의 목표 이격 거리인 제1 거리와 동일한 폭을 갖고, 상기 제1 희생막 패턴들 사이의 이격 거리는 상기 패턴들의 목표 선폭인 제1 선폭의 2배와 상기 제1 거리의 합과 동일하게 되도록 형성될 수 있다.In example embodiments, the sacrificial layer patterns have a width equal to a first distance that is a target separation distance of the patterns, and a separation distance between the first sacrificial layer patterns is equal to a first line width that is a target line width of the patterns. It may be formed to be equal to the sum of 2 times and the first distance.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들은 상기 제1 폭을 갖도록 형성될 수 있다. In example embodiments, the preliminary mask patterns may be formed to have the first width.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막 패턴들은 상기 패턴들의 목표 이격 거리인 제1 거리보다 넓은 폭을 갖고, 상기 포토레지스트 패턴들의 이격 거리는 상기 패턴들의 목표 선폭인 제1 선폭의 약 2배와 상기 제1 거리를 합한 것보다 더 작은 거리를 갖도록 형성될 수 있다. In example embodiments, the sacrificial layer patterns have a width wider than a first distance that is a target separation distance of the patterns, and the separation distance of the photoresist patterns is about twice a first line width that is a target line width of the patterns and It may be formed to have a smaller distance than the sum of the first distances.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들은 상기 제1 폭보다 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.In example embodiments, the preliminary mask patterns may be formed to have a width smaller than the first width.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들 사이의 이격 거리는 상기 제1 거리보다 넓게 형성될 수 있다. In example embodiments, a separation distance between the preliminary mask patterns may be greater than the first distance.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고 난 후, 상기 마스크 패턴의 양 측벽에 추가 마스크 패턴을 형성할 수 있다. In example embodiments, after removing the sacrificial layer patterns and the buried layer, additional mask patterns may be formed on both sidewalls of the mask pattern.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 추가 마스크 패턴은 상기 마스크 패턴 및 상기 마스크 패턴의 양 측벽에 형성된 추가 마스크 패턴을 포함하는 마스크 구조물의 폭이 상기 제1 폭과 동일하게 되도록 형성될 수 있다.In example embodiments, the additional mask pattern may be formed such that a width of the mask structure including the mask pattern and the additional mask pattern formed on both sidewalls of the mask pattern is the same as the first width.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 추가 마스크 패턴을 형성하는 것은, 상기 마스크 패턴 및 상기 식각 대상막 상에 컨포멀하게 추가 마스크막을 형성하고, 상기 추가 마스크막을 이방성 식각하는 것을 포함할 수 있다.In example embodiments, forming the additional mask pattern may include conformally forming an additional mask layer on the mask pattern and the etch target layer, and anisotropically etching the additional mask layer.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 추가 마스크막은 원자층 적층법으로 형성될 수 있다. In example embodiments, the additional mask layer may be formed by an atomic layer lamination method.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상막 상에 하부 마스크막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming a lower mask layer on the etch target layer.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법으로, 식각 대상막 상에 제1 방향으로 연장되는 라인 형상의 희생막 패턴들을 형성하고, 상기 희생막 패턴들 및 식각 대상막 상에 컨포멀하게 마스크막을 형성하고, 상기 마스크막 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막을 형성하고, 상기 희생막 패턴 상부면이 노출되도록 상기 마스크막의 상부면을 에치백하여, 제1 라인, 제2 라인 및 상기 제1 및 제2 라인의 하부를 연결하는 연결부를 포함하는 마스크 패턴들을 형성하고, 상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고, 그리고 상기 마스크 패턴의 연결부를 이방성 식각하고, 그 하부의 식각 대상막을 식각하여 패턴들을 형성한다. In a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, line-shaped sacrificial layer patterns extending in a first direction are formed on an etch target layer, and the sacrificial layer patterns and etching are performed. A mask layer is conformally formed on the target layer, a buried layer is formed to fill a gap between the mask layers, and an upper surface of the mask layer is etched back to expose an upper surface of the sacrificial layer pattern, a first line; Mask patterns including a second line and a connection portion connecting the lower portions of the first and second lines are formed, the sacrificial layer patterns and the buried layer are removed, and the connection portion of the mask pattern is anisotropically etched, and the lower portion thereof patterns are formed by etching the etch target layer of

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 각각의 희생막 패턴들 상에 상부 마스크 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming an upper mask pattern on each of the sacrificial layer patterns.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 마스크막의 상부면을 에치백하는 공정에서, 상기 상부 마스크 패턴은 모두 제거될 수 있다. In example embodiments, in the process of etch-backing the upper surface of the mask layer, all of the upper mask pattern may be removed.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상막 상에 하부 마스크막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming a lower mask layer on the etch target layer.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법으로, 식각 대상막 상에 제1 희생막 및 제1 마스크막을 형성하고, 상기 제1 마스크막 상에 제1 방향으로 연장되는 제2 희생막 패턴들을 형성하고, 상기 제2 희생막 패턴들의 양 측벽 상에 스페이서 형상의 제2 예비 마스크들을 형성하고, 상기 제2 예비 마스크 패턴들 사이의 갭 부위를 채우도록 제1 매립막을 형성하고, 상기 제2 예비 마스크 패턴들의 상부면을 일부 에치백하여, 상기 제2마스크들을 형성하고, 상기 제2 희생막 패턴들 및 제1 매립막을 제거하고, 상기 제2 마스크 패턴들을 이용하여 상기 제1 마스크막을 식각하여 제1 마스크들을 형성하고, 상기 제1 마스크들 사이의 갭을 매립하는 제3 희생막을 형성하고, 상기 제1 마스크들 및 제3 희생막 상에 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 연장되는 제2 마스크들을 형성하고, 상기 제1 및 제2 마스크들 사이의 제1 및 제3 희생막을 식각하여 홀들을 포함하는 희생 마스크 패턴을 형성하고, 그리고 상기 희생 마스크 패턴을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하여 홀들을 포함하는 패턴을 형성한다. In a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a first sacrificial layer and a first mask layer are formed on an etch target layer, and a first sacrificial layer and a first mask layer are formed on the first mask layer in a first direction. Forming extended second sacrificial layer patterns, forming spacer-shaped second preliminary masks on both sidewalls of the second sacrificial layer patterns, and first filling the gaps between the second preliminary mask patterns A layer is formed, upper surfaces of the second preliminary mask patterns are partially etched back to form the second masks, the second sacrificial layer patterns and the first buried layer are removed, and the second mask patterns are used to form the second masks. The first mask layer is etched to form first masks, and a third sacrificial layer is formed to fill a gap between the first masks, and the third sacrificial layer is perpendicular to the first direction on the first masks and the third sacrificial layer. forming second masks extending in a second direction, forming a sacrificial mask pattern including holes by etching the first and third sacrificial layers between the first and second masks, and forming the sacrificial mask pattern The etch target layer is etched using the etchant to form a pattern including holes.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상막 상에 하부 마스크막을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming a lower mask layer on the etch target layer.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 마스크 패턴을 형성하는 것은, 상기 제1 마스크들 및 제3 희생막 상에 제2 마스크막을 형성하고, 상기 제2 마스크막 상에 상기 제2 방향으로 연장되는 제4 희생막 패턴을 형성하고, 상기 제4 희생막 패턴의 양 측에 제2 예비 마스크 패턴들을 형성하고, 상기 제2 예비 마스크 패턴들 사이의 갭 부위를 채우도록 제2 매립막을 형성하고, 상기 제2 예비 마스크 패턴들의 상부면을 일부 에치백하여, 상기 제2 예비 마스크 패턴들을 제2 마스크 패턴들로 변환하고, 그리고, 상기 제4 희생막 패턴들 및 제2 매립막을 제거하는 것을 포함할 수 있다. In example embodiments, the forming of the second mask pattern includes forming a second mask layer on the first masks and the third sacrificial layer, and extending on the second mask layer in the second direction. forming a fourth sacrificial layer pattern to be used, forming second preliminary mask patterns on both sides of the fourth sacrificial layer pattern, and forming a second buried layer to fill a gap between the second preliminary mask patterns; partially etch-back the upper surfaces of the second preliminary mask patterns, convert the second preliminary mask patterns into second mask patterns, and remove the fourth sacrificial layer patterns and the second buried layer can

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 각각의 제2 희생막 패턴들 상에 상부 마스크 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. In example embodiments, the method may further include forming an upper mask pattern on each of the second sacrificial layer patterns.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 예비 마스크 패턴들의 상부면을 에치백하는 공정에서, 상기 상부 마스크 패턴은 모두 제거될 수 있다.In example embodiments, in the etch-back process of the upper surfaces of the second preliminary mask patterns, all of the upper mask patterns may be removed.

본 발명에 의하면, 패턴들을 형성하기 위한 식각 마스크로 제공되는 마스크 패턴들은 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 마스크 패턴들 사이에 노출되는 하부막들의 상부면의 높이 차이가 감소된다. 따라서, 상기 마스크 패턴들을 사용하여 상기 하부막들을 식각하여 형성된 상기 각 패턴들은 임계 치수가 매우 균일하며, 상기 임계 치수의 산포가 매우 작다. 그러므로, 상기 패턴들을 포함하는 고집적도를 갖는 반도체 소자를 제조할 수 있다. According to the present invention, the mask patterns provided as an etch mask for forming the patterns may have a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along the center of the second direction. Also, a height difference between the upper surfaces of the lower layers exposed between the mask patterns is reduced. Accordingly, each of the patterns formed by etching the lower layers using the mask patterns has a very uniform critical dimension and a very small distribution of the critical dimension. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor device having a high degree of integration including the patterns.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 9 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 21 내지 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 사시도들이다.
도 28 내지 도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
9 to 16 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
17 to 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
21 to 27 are perspective views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
28 to 36 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In each drawing of the present invention, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 대상체, 기판, 각 층(막), 영역, 전극 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 대상체나 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. In the present invention, each layer (film), region, electrode, pattern or structure is formed “on”, “on” or “under” the object, substrate, each layer (film), region, electrode or pattern. Each layer (film), region, electrode, pattern or structures, when referred to as being, is meant to be formed directly over or beneath the substrate, each layer (film), region, or patterns, or to another layer (film). , other regions, other electrodes, other patterns, or other structures may be additionally formed on the object or substrate.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in

즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
That is, since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다. 1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 식각 대상막(102)을 형성한다. 상기 식각 대상막(102) 상에, 하부 마스크막(104), 희생막(106), 상부 마스크막(108)을 형성한다. 상기 상부 마스크막(108) 상에 사진 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴들(110)을 형성한다.Referring to FIG. 1 , an etch target layer 102 is formed on a substrate 100 . A lower mask layer 104 , a sacrificial layer 106 , and an upper mask layer 108 are formed on the etch target layer 102 . A photo process is performed on the upper mask layer 108 to form photoresist patterns 110 .

예시적인 실시예에서, 식각하는 대상이 기판(100)일 수 있으며, 이 경우에는 상기 식각 대상막(102)은 형성되지 않을 수 있다. In an exemplary embodiment, the target to be etched may be the substrate 100 , and in this case, the target layer 102 may not be formed.

기판(100)은 예를 들면, 실리콘 기판, 게르마늄 기판, 실리콘-게르마늄 기판, 실리콘-온-인슐레이터(Silicon-On-Insulator: SOI) 기판, 게르마늄-온-인슐레이터(Germanium-On-Insulator: GOI) 기판 등과 같은 반도체 기판을 사용할 수 있다.The substrate 100 is, for example, a silicon substrate, a germanium substrate, a silicon-germanium substrate, a silicon-on-insulator (SOI) substrate, a germanium-on-insulator (GOI). A semiconductor substrate such as a substrate or the like can be used.

상기 식각 대상막(102)은 포토리소그라피 공정을 통해 패턴으로 변환되는 층을 의미할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상막(102)은 실리콘 산화물과 같은 절연 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 식각 대상막(102)은 금속, 금속 질화물, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 질화막과 같은 도전 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 식각 대상막(102)은 폴리실리콘과 같은 반도체 물질을 포함하도록 형성될 수 있다.The etch target layer 102 may refer to a layer that is converted into a pattern through a photolithography process. In example embodiments, the etch target layer 102 may be formed to include an insulating material such as silicon oxide. In example embodiments, the etch target layer 102 may include a conductive material such as a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a metal silicide nitride layer. In example embodiments, the etch target layer 102 may be formed to include a semiconductor material such as polysilicon.

상기 식각 대상막(102)은 예를 들면, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 공정, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 공정, 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition: LPCVD) 공정, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition: HDP-CVD) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 공정, 물리 기상 증착(physical vapor deposition: PVD) 공정 들 중 적어도 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다.The etch target layer 102 may be formed by, for example, a chemical vapor deposition (CVD) process, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, or a low pressure chemical vapor deposition (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) process. : LPCVD process, High Density Plasma Chemical Vapor Deposition (HDP-CVD) process, spin coating process, sputtering process, Atomic Layer Deposition (ALD) process, It may be formed through at least one of physical vapor deposition (PVD) processes.

상기 하부 마스크막(104)은 상기 식각 대상막(102)을 식각하기에 적합한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 하부 마스크막(104)은 상기 식각 대상막과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 하부 마스크막(104)은 상기 식각 대상막(102)에 따라 다른 물질로 형성될 수 있다. The lower mask layer 104 may be formed of a material suitable for etching the target layer 102 . That is, the lower mask layer 104 may be formed of a material having an etch selectivity to the etch target layer. Therefore, the lower mask layer 104 may be formed of a different material depending on the etch target layer 102 .

일 예로, 상기 하부 마스크막(104)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산 질화물을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 하부 마스크막(104)은 반사 방지막으로도 사용될 수 있다. 다른 예로, 상기 하부 마스크막(104)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상기 하부 마스크막(104)은 형성되지 않을 수도 있다. For example, the lower mask layer 104 may include silicon nitride or silicon oxynitride. In this case, the lower mask layer 104 may also be used as an anti-reflection layer. As another example, the lower mask layer 104 may include silicon oxide. In example embodiments, the lower mask layer 104 may not be formed.

상기 희생막(106)은 식각에 사용되는 마스크 패턴을 형성하기 위한 몰드막으로 제공되며, 후속 공정에서 모두 제거될 수 있다. 따라서, 상기 희생막(106)은 상기 마스크 패턴으로 제공되는 물질과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 희생막(106)은 선택적으로 용이하게 제거될 수 있는 물질로 형성될 수 있다.The sacrificial layer 106 is provided as a mold layer for forming a mask pattern used for etching, and may be removed in a subsequent process. Accordingly, the sacrificial layer 106 may be formed of a material having an etch selectivity to the material provided as the mask pattern. Also, the sacrificial layer 106 may be formed of a material that can be selectively and easily removed.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 희생막(106)은 비정질 탄소막(ACL,amorphous carbon layer) 또는 탄소함유막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 스핀 코팅 (spin coating) 공정을 통해 페닐, 벤젠, 또는 나프탈렌과 같은 방향족 환을 포함하는 탄화수소 화합물 또는 그 유도체로 이루어지는 유기 화합물층을 형성한다. 이 후, 베이크 공정을 수행하여 상기 희생막을 형성할 수 있다. 상기 ACL 또는 탄소 함유막은 통상적으로 스핀 온 탄소 하드 마스크(SOH, spin on hard mask)막 이라 한다.In example embodiments, the sacrificial layer 106 may include an amorphous carbon layer (ACL) or a carbon-containing layer. Specifically, an organic compound layer including a hydrocarbon compound including an aromatic ring such as phenyl, benzene, or naphthalene or a derivative thereof is formed through a spin coating process. Thereafter, a bake process may be performed to form the sacrificial layer. The ACL or carbon-containing film is generally referred to as a spin on carbon hard mask (SOH) film.

다른 예로, 상기 희생막(106)은 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 상기 폴리실리콘막은 예를들면 화학 기상 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. As another example, the sacrificial layer 106 may be formed of a polysilicon layer. The polysilicon layer may be formed through, for example, a chemical vapor deposition process.

상기 상부 마스크막(108)은 상기 희생막(106)을 식각하기에 적합한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부 마스크막(108)은 상기 희생막과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 상부 마스크막(108)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산 질화물을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 상부 마스크막(108)은 반사 방지막으로도 사용될 수 있다. The upper mask layer 108 may be formed of a material suitable for etching the sacrificial layer 106 . That is, the upper mask layer 108 may be formed of a material having an etch selectivity to the sacrificial layer. For example, the upper mask layer 108 may include silicon nitride or silicon oxynitride. In this case, the upper mask layer 108 may also be used as an anti-reflection layer.

상기 포토레지스트 패턴들(110)은 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴들(110)은 최종 패턴들의 목표 이격 거리인 제1 거리(D1)와 동일한 선폭을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 패턴들(110)의 이격 거리는 상기 최종 패턴의 목표 선폭인 제1 폭의 약 2배와 상기 제1 거리(D1)를 합한 것과 동일한 제2 거리(D2)가 되도록 형성될 수 있다. 예를들어, 상기 제1 거리(D1)와 상기 제1 폭이 동일한 경우, 상기 제2 거리(D2)는 상기 제1 폭의 약 3배가 되도록 형성될 수 있다.The photoresist patterns 110 may be formed to have a line shape extending in the first direction. The photoresist patterns 110 may be formed to have the same line width as the first distance D1 that is the target separation distance of the final patterns. In addition, the separation distance of the photoresist patterns 110 may be formed to be the same as the second distance D2 equal to the sum of the first distance D1 and about twice the first width, which is the target line width of the final pattern. have. For example, when the first distance D1 and the first width are the same, the second distance D2 may be formed to be about three times the first width.

상기 포토레지스트 패턴들(110)을 형성하기 위하여, 포토레지스트를 코팅하고 경화하여 포토레지스트막을 형성한다. 상기 포토레지스트막 상에 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 포토레지스트 패턴들(110)을 형성할 수 있다. 상기 노광 공정에 사용되는 광원은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 ArF, KrF, 전자빔, I-line, 극자외선(EUV) 광원 등을 포함할 수 있다.In order to form the photoresist patterns 110 , a photoresist is coated and cured to form a photoresist film. The photoresist patterns 110 may be formed by performing exposure and development processes on the photoresist layer. The light source used in the exposure process is not particularly limited, but may include, for example, ArF, KrF, electron beam, I-line, extreme ultraviolet (EUV) light source, and the like.

도 2를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴들(110)을 식각 마스크로 사용하여 상기 상부 마스크막을 이방성 식각하여 상부 마스크 패턴들(108a)을 형성한다. 상기 공정을 수행하면, 상기 포토레지스트 패턴들(110)이 대부분 제거될 수 있다. 상기 상부 마스크 패턴들(108a)을 식각 마스크로 이용하여 상기 희생막(106)을 이방성 식각하여 희생막 패턴들(106a)을 각각 형성한다. 상기 각각의 희생막 패턴들(106a) 상에는 상기 상부 마스크 패턴(108a)이 남아있을 수 있다. Referring to FIG. 2 , the upper mask layer is anisotropically etched using the photoresist patterns 110 as an etching mask to form upper mask patterns 108a. By performing the above process, most of the photoresist patterns 110 may be removed. The sacrificial layer 106 is anisotropically etched using the upper mask patterns 108a as an etch mask to form sacrificial layer patterns 106a, respectively. The upper mask pattern 108a may remain on each of the sacrificial layer patterns 106a.

상기 희생막 패턴들(106a)은 상기 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 희생막 패턴들(106a)의 선폭은 상기 제1 거리(D1)와 동일할 수 있고, 상기 희생막 패턴들(106a)의 이격 거리는 상기 제2 거리(D2)를 가질 수 있다. The sacrificial layer patterns 106a may be formed to have a line shape extending in the first direction. A line width of the sacrificial layer patterns 106a may be the same as the first distance D1 , and a separation distance between the sacrificial layer patterns 106a may have the second distance D2 .

도 3을 참조하면, 상기 희생막 패턴들(106a), 상부 마스크 패턴들(108a) 및 하부 마스크막(104) 표면을 따라 컨포멀하게 마스크막(112)을 형성한다. 상기 마스크막(112)이 균일한 두께를 갖도록 형성하더라도, 상기 상부 마스크 패턴(108a)상부면의 모서리 부위에서 상기 마스크막(112)은 곡률을 가질 수 있다. 예를들어, 상기 상부 마스크 패턴(108a)상부면의 모서리 부위에서 상기 마스크막(112)의 곡률 반경은 상기 마스크막의 두께일 수 있다. Referring to FIG. 3 , a mask layer 112 is conformally formed along the surfaces of the sacrificial layer patterns 106a , the upper mask patterns 108a , and the lower mask layer 104 . Even if the mask layer 112 is formed to have a uniform thickness, the mask layer 112 may have a curvature at a corner portion of the upper surface of the upper mask pattern 108a. For example, the radius of curvature of the mask layer 112 at the edge of the upper surface of the upper mask pattern 108a may be the thickness of the mask layer.

상기 마스크막(112)은 원자층 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. 수 내지 수십 ㎚수준의 초미세 패턴을 형성하기 위해서, 상기 마스크막(112)은 원자층 증착 공정을 통해 형성하는 것이 바람직하다.The mask layer 112 may be formed through an atomic layer deposition process or a chemical vapor deposition process. In order to form an ultra-fine pattern of several to several tens of nm, the mask layer 112 is preferably formed through an atomic layer deposition process.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 마스크막(112)은 후속 공정을 통해 상기 하부 마스크막(104)을 식각하기 위한 마스크 패턴으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 마스크막(112)은 상기 하부 마스크막(104)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. In example embodiments, the mask layer 112 may be provided as a mask pattern for etching the lower mask layer 104 through a subsequent process. Accordingly, the mask layer 112 may be formed of a material having an etch selectivity to the lower mask layer 104 .

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 하부 마스크막(104)이 형성되지 않는 경우, 상기 마스크막(112)은 식각 대상막(102)을 식각하기 위한 마스크 패턴으로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 마스크막(112)은 상기 식각 대상막(102)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. In example embodiments, when the lower mask layer 104 is not formed, the mask layer 112 may serve as a mask pattern for etching the etch target layer 102 . In this case, the mask layer 112 may be formed of a material having an etch selectivity to the etch target layer 102 .

예시적인 실시예에서, 상기 마스크막(112)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 산화물은 상기 원자층 증착 공정을 통해 수 내지 수수십 ㎚수준의 얇은 두께로 매우 균일하게 형성될 수 있으므로, 상기 마스크막(112)으로 사용하기에 적합할 수 있다. In an exemplary embodiment, the mask layer 112 may include silicon oxide. Since the silicon oxide can be formed very uniformly with a thin thickness of several to several tens of nm through the atomic layer deposition process, it may be suitable for use as the mask layer 112 .

상기 마스크막(112)은 상기 제1 폭(W1)과 동일한 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 희생막 패턴들(106a)의 측벽에 형성되는 마스크막(112)은 상기 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 또한, 상기 희생막 패턴들(106a)의 측벽에 형성되는 마스크막들(112) 사이의 갭 부위는 상기 제1 거리(D1)를 가질 수 있다. The mask layer 112 may be formed to have the same thickness as the first width W1 . Accordingly, the mask layer 112 formed on the sidewalls of the sacrificial layer patterns 106a may have the first width W1 . In addition, a gap portion between the mask layers 112 formed on sidewalls of the sacrificial layer patterns 106a may have the first distance D1 .

도 4를 참조하면, 상기 하부 마스크막(104)이 노출되도록 상기 마스크막(112)을 이방성 식각하여, 상기 희생막 패턴들(106a)의 측벽 상에 스페이서 형상의 예비 마스크 패턴(112a)을 형성한다. Referring to FIG. 4 , the mask layer 112 is anisotropically etched to expose the lower mask layer 104 to form a spacer-shaped preliminary mask pattern 112a on sidewalls of the sacrificial layer patterns 106a. do.

상기 상부 마스크 패턴(108a)상부면의 모서리 부위에 형성되는 마스크(112)막이 곡률을 가지기 때문에, 상기 이웃하는 예비 마스크 패턴들은 동일한 형상을 갖지 않을 수 있다.Since the mask 112 layer formed at the edge of the upper surface of the upper mask pattern 108a has a curvature, the adjacent preliminary mask patterns may not have the same shape.

상기 예비 마스크 패턴(112a)은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인(L1)을 기준으로 비대칭인 형상을 갖는다. 즉, 상기 예비 마스크 패턴(112a)은 상기 희생막 패턴들(106a) 측벽과 접촉되는 쪽의 상부면은 상대적으로 높이가 높고, 상기 희생막 패턴들(106a)의 측벽과 멀어질수록 상부면의 높이가 낮아질 수 있다. The preliminary mask pattern 112a has an asymmetric shape with respect to the line L1 extending in the first direction along the center of the second direction perpendicular to the first direction. That is, the upper surface of the preliminary mask pattern 112a on the side that is in contact with the sidewalls of the sacrificial film patterns 106a has a relatively high height, and the upper surface of the preliminary mask pattern 112a increases as it moves away from the sidewalls of the sacrificial film patterns 106a. height can be lowered.

상기 예비 마스크 패턴(112a)을 형성한 이 후에도, 상기 각각의 희생막 패턴들(106a) 상에는 상기 상부 마스크 패턴들(108a)이 남아있을 수 있다.Even after the preliminary mask pattern 112a is formed, the upper mask patterns 108a may remain on each of the sacrificial layer patterns 106a.

도 5를 참조하면, 상기 예비 마스크 패턴(112a) 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막(도시안됨)을 형성한다. Referring to FIG. 5 , a buried layer (not shown) is formed to fill a gap between the preliminary mask patterns 112a.

예시적인 실시예에서, 상기 매립막은 상기 희생막 패턴(106a)과 동일한 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 매립막은 ACL (amorphous carbon layer) 또는 탄소 함유막을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 스핀 코팅 공정을 통해 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 매립막은 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 화학 기상 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. In an exemplary embodiment, the buried layer may be formed using the same material as the sacrificial layer pattern 106a. For example, the buried layer may include an amorphous carbon layer (ACL) or a carbon-containing layer. In this case, the buried layer may be formed through a spin coating process. As another example, the buried layer may be formed of a polysilicon layer. In this case, the buried layer may be formed through a chemical vapor deposition process.

상기 상부 마스크 패턴(108a)이 노출되도록 매립막을 에치백하여 상기 예비 마스크 패턴(112a) 사이의 갭 부위에 매립막 패턴(114)을 형성한다. The buried layer is etched back to expose the upper mask pattern 108a to form a buried layer pattern 114 in a gap between the preliminary mask patterns 112a.

도 6을 참조하면, 상기 상부 마스크 패턴(108a)이 완전하게 제거되도록 상기 상부 마스크 패턴(108a)을 에치백한다. 또한, 상기 예비 마스크 패턴(112a)의 상부를 에치백하여 마스크 패턴(112b)을 형성한다. 상기 마스크 패턴들(112b)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 에치백 공정에서, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(114)도 일부 두께만큼 식각될 수 있다. Referring to FIG. 6 , the upper mask pattern 108a is etched back so that the upper mask pattern 108a is completely removed. In addition, an upper portion of the preliminary mask pattern 112a is etched back to form a mask pattern 112b. The mask patterns 112b may have substantially the same shape. In the etch-back process, the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 114 may also be etched to a partial thickness.

상기 마스크 패턴(112b)은 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인(L1)을 기준으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 상기 마스크 패턴(112b)은 상부면의 높이가 실질적으로 동일할 수 있다. The mask pattern 112b may have a symmetrical shape with respect to the line L1 extending in the first direction along the center of the second direction. In an exemplary embodiment, the top surface of the mask pattern 112b may have substantially the same height.

다른 예로, 도시하지는 않았지만, 상기 마스크 패턴(112b)은 제2 방향의 중심 부위의 상부면 높이가 높고, 상기 마스크 패턴(112b)의 양 측벽으로 갈수록 상부면 높이가 낮아지는 형상을 가질 수도 있다.As another example, although not shown, the mask pattern 112b may have a shape in which the height of the upper surface of the central portion in the second direction is high and the height of the upper surface decreases toward both sidewalls of the mask pattern 112b.

만약, 상기 마스크 패턴이 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 비대칭인 형상을 가지면, 상기 마스크 패턴을 식각 마스크로 사용하여 형성되는 패턴들은 불균일한 측벽면을 가질 수 있어서 선폭의 편차가 크게 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 마스크 패턴(112b)은 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭인 형상을 가지므로, 상기 마스크 패턴(112b)을 사용하여 형성되는 패턴들의 선폭의 편차가 감소될 수 있다. If the mask pattern has an asymmetric shape with respect to a line extending in the first direction along the center of the second direction, patterns formed using the mask pattern as an etching mask may have non-uniform sidewall surfaces. Therefore, a large deviation in line width may occur. However, in an embodiment of the present invention, since the mask pattern 112b has a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along the center of the second direction, the mask pattern 112b is Variation in line widths of patterns formed by using them can be reduced.

또한, 상기 에치백 공정을 통해 상부 마스크 패턴(108a)을 제거할 때, 상기 하부 마스크막(104)은 상기 희생막 패턴(106a), 매립막 패턴(114) 및 예비 마스크 패턴(112a)에 의해 모두 덮혀있다. 따라서, 상기 상부 마스크 패턴(108a)을 제거하는 동안 상기 하부 마스크막(104)의 표면은 손상되거나 식각되지 않을 수 있다. Also, when the upper mask pattern 108a is removed through the etch-back process, the lower mask layer 104 is formed by the sacrificial layer pattern 106a, the buried layer pattern 114, and the preliminary mask pattern 112a. all covered Accordingly, the surface of the lower mask layer 104 may not be damaged or etched while the upper mask pattern 108a is removed.

만약, 상기 하부 마스크막의 표면이 부분적으로 손상되거나 식각되면, 상기 하부 마스크막은 상기 손상된 부위와 나머지 부위의 상부면의 높이 차이가 발생된다. 따라서, 후속 식각 공정을 통해 형성되는 최종 패턴들은 높이 차이 및 선폭 편차가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 에치백 공정에서 상기 하부 마스크막(104)의 표면이 손상되지 않기 때문에, 상기 최종 패턴들의 높이 차이 및 선폭 편차가 감소될 수 있다. If the surface of the lower mask layer is partially damaged or etched, a height difference between the damaged portion and the upper surface of the remaining portion of the lower mask layer is generated. Accordingly, a height difference and a line width deviation may occur in final patterns formed through a subsequent etching process. However, in an embodiment of the present invention, since the surface of the lower mask layer 104 is not damaged in the etch-back process, a height difference and a line width deviation of the final patterns may be reduced.

도 7을 참조하면, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(114)을 제거한다. 따라서, 상기 하부 마스크막(104) 상에는 상기 제1 폭(W1)을 갖는 마스크 패턴들(112b)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 패턴들(112b)은 상기 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 114 are removed. Accordingly, mask patterns 112b having the first width W1 may be formed on the lower mask layer 104 . Also, the mask patterns 112b may be spaced apart from each other by the first distance D1.

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(114)이 ACL 또는 탄소 함유막을 포함하는 경우, 플라즈마 에싱 공정을 통해 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(114)을 제거할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 114 include an ACL or a carbon-containing layer, the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 114 are formed through a plasma ashing process. can be removed

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(114)이 폴리실리콘을 포함하는 경우, 등방성 식각 공정을 통해 상기 폴리실리콘을 제거할 수 있다.In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 114 include polysilicon, the polysilicon may be removed through an isotropic etching process.

도 8을 참조하면, 상기 마스크 패턴들(112b)을 식각 마스크로 이용하여 상기 하부 마스크막(104)을 이방성 식각하여 하부 마스크 패턴들(104a)을 형성한다. Referring to FIG. 8 , the lower mask layer 104 is anisotropically etched using the mask patterns 112b as an etch mask to form lower mask patterns 104a.

이 후, 상기 마스크 패턴들(112b) 및 하부 마스크 패턴들(104a)을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막(102)을 이방성 식각하여 목표 패턴들(102a)을 형성한다. 상기 이방성 식각 공정 중에 상기 마스크 패턴들(112b)의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다. Thereafter, the target layer 102 is anisotropically etched using the mask patterns 112b and the lower mask patterns 104a as etch masks to form target patterns 102a. Some or all of the mask patterns 112b may be removed during the anisotropic etching process.

상기 목표 패턴들(102a)은 상기 제1 폭(W1)을 갖고, 상기 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. The target patterns 102a may have the first width W1 and may be spaced apart by the first distance D1.

설명한 것과 같이, 상기 마스크 패턴들(112b)은 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 그러므로, 상기 마스크 패턴들(112b)을 식각 마스크로 사용하여 형성되는 상기 목표 패턴들(102a)은 균일한 선폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 상부 마스크 패턴(108a)을 제거하는 에치백 공정을 수행할 때, 상기 하부 마스크막(104)의 표면의 부분적인 손상이 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 목표 패턴들(102a)의 높이 차이 및 선폭 산포가 감소될 수 있다.
As described above, the mask patterns 112b may have a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along the center of the second direction. Therefore, the target patterns 102a formed using the mask patterns 112b as an etch mask may have a uniform line width. In addition, when the etch-back process of removing the upper mask pattern 108a is performed, partial damage to the surface of the lower mask layer 104 may not occur. Accordingly, a height difference and line width distribution between the target patterns 102a may be reduced.

도 9 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다. 9 to 16 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 기판(100) 상에 식각 대상막(102)을 형성한다. 상기 식각 대상막(102) 상에, 하부 마스크막(104), 희생막, 상부 마스크막을 형성한다. 상기 식각 대상막(102), 하부 마스크막(104), 희생막 및 상부 마스크막은 도 1을 참조로 설명한 것과 실질적으로 동일한 방법으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 9 , an etch target layer 102 is formed on the substrate 100 . A lower mask layer 104 , a sacrificial layer, and an upper mask layer are formed on the etch target layer 102 . The etch target layer 102 , the lower mask layer 104 , the sacrificial layer, and the upper mask layer may be formed in substantially the same manner as described with reference to FIG. 1 .

상기 하부 마스크막(104) 상에 사진 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴들(도시안됨)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴들은 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴들은 제2 폭(W2)을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제2 폭(W2)은 형성하고자 하는 목표 패턴의 이격 거리인 제1 거리보다 더 넓을 수 있다. A photo process is performed on the lower mask layer 104 to form photoresist patterns (not shown). The photoresist patterns may be formed to have a line shape extending in the first direction. The photoresist patterns may be formed to have a second width W2. The second width W2 may be wider than the first distance, which is the separation distance of the target pattern to be formed.

상기 하나의 포토레지스트 패턴의 제1 측벽으로부터 상기 포토레지스트 패턴과 이웃하는 포토레지스트 패턴의 제1 측벽까지의 거리인 제1 피치(P1)는 상기 제1 거리의 약 2배와 상기 최종 패턴의 목표 선폭인 제1 폭(W1)의 약 2배를 합한 것과 동일하게 되도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 포토레지스트 패턴들의 이격 거리는 상기 제1 폭의 약 2배와 상기 제1 거리를 합한 것보다 더 작은 제3 거리(D3)를 가질 수 있다.The first pitch P1, which is the distance from the first sidewall of the one photoresist pattern to the first sidewall of the photoresist pattern adjacent to the photoresist pattern, is approximately twice the first distance and the target of the final pattern It may be formed to be equal to the sum of about twice the first width W1, which is the line width. In an exemplary embodiment, the separation distance of the photoresist patterns may have a third distance D3 smaller than a sum of about twice the first width and the first distance.

상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 상부 마스크막을 이방성 식각하여 상부 마스크 패턴(132)을 형성한다. 상기 공정을 수행하면, 상기 포토레지스트 패턴들이 대부분 제거될 수 있다. 상기 상부 마스크 패턴(132)을 식각 마스크로 이용하여 상기 희생막을 이방성 식각하여 희생막 패턴들(130)을 각각 형성한다. 상기 각각의 희생막 패턴들(130) 상에는 상기 상부 마스크 패턴(132)이 남아있을 수 있다. An upper mask pattern 132 is formed by anisotropically etching the upper mask layer using the photoresist pattern as an etching mask. By performing the above process, most of the photoresist patterns may be removed. The sacrificial layer is anisotropically etched using the upper mask pattern 132 as an etching mask to form sacrificial layer patterns 130 , respectively. The upper mask pattern 132 may remain on each of the sacrificial layer patterns 130 .

상기 희생막 패턴들(130)은 상기 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 희생막 패턴들(130)은 상기 제2 폭(W2)을 갖고, 상기 희생막 패턴들(130)의 간격은 상기 제3 거리(D3)를 가질 수 있다. 또한, 상기 희생막 패턴들(130) 간의 상기 제1 피치(P1)는 상기 제1 거리의 약 2배와 상기 제1 폭의 약 2배를 합한 것과 동일할 수 있다. The sacrificial layer patterns 130 may be formed to have a line shape extending in the first direction. The sacrificial layer patterns 130 may have the second width W2 , and an interval between the sacrificial layer patterns 130 may have the third distance D3 . Also, the first pitch P1 between the sacrificial layer patterns 130 may be equal to the sum of about twice the first distance and about twice the first width.

이와같이, 상기 희생막 패턴들(130)이 상기 제1 폭보다 넓은 제2 폭(W2)을 갖기 때문에, 상기 희생막 패턴들(130)이 상기 제1 폭을 갖는 경우보다 종횡비가 감소된다. 따라서, 상기 희생막 패턴들(130)이 쓰러지거나 기울어지는 문제들이 감소될 수 있다. 또한, 상기 희생막 패턴들(130)의 한계 높이를 증가시킬 수 있다. As such, since the sacrificial layer patterns 130 have a second width W2 that is wider than the first width, the aspect ratio is reduced compared to the case where the sacrificial layer patterns 130 have the first width. Accordingly, problems in which the sacrificial layer patterns 130 are collapsed or tilted may be reduced. In addition, the limit height of the sacrificial layer patterns 130 may be increased.

도 10을 참조하면, 상기 희생막 패턴(130), 상부 마스크 패턴(132) 및 하부 마스크막(104) 표면을 따라 컨포멀하게 마스크막(134)을 형성한다. Referring to FIG. 10 , a mask layer 134 is conformally formed along the surfaces of the sacrificial layer pattern 130 , the upper mask pattern 132 , and the lower mask layer 104 .

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 마스크막(134)은 후속 공정을 통해 상기 하부 마스크막(104)을 식각하기 위한 마스크 패턴으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 마스크막(134)은 상기 하부 마스크막(104)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 마스크막(134)은 실리콘 산화물을 원자층 적층방법으로 형성할 수 있다. In example embodiments, the mask layer 134 may be provided as a mask pattern for etching the lower mask layer 104 through a subsequent process. Accordingly, the mask layer 134 may be formed of a material having an etch selectivity to the lower mask layer 104 . In an exemplary embodiment, the mask layer 134 may be formed of silicon oxide by an atomic layer deposition method.

상기 마스크막(134)은 상기 제1 폭보다 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 희생막 패턴들(130)의 측벽에 형성되는 마스크막(134)은 상기 제1 폭(W1)보다 좁은 제4 폭(W4)을 가질 수 있다. 또한, 상기 희생막 패턴들(130)의 측벽에 형성되는 마스크들(134) 사이의 갭 부위는 상기 제2 폭(W2)과 동일한 거리를 갖도록 형성할 수 있다. The mask layer 134 may be formed to have a thickness smaller than the first width. Accordingly, the mask layer 134 formed on the sidewalls of the sacrificial layer patterns 130 may have a fourth width W4 that is narrower than the first width W1 . In addition, a gap portion between the masks 134 formed on the sidewalls of the sacrificial layer patterns 130 may be formed to have the same distance as the second width W2 .

도 11을 참조하면, 상기 하부 마스크막(104)이 노출되도록 상기 마스크막(134)을 이방성 식각하여, 상기 희생막 패턴(130)의 측벽 상에 스페이서 형상의 제1 예비 마스크 패턴(134a)을 형성한다. 상기 제1 예비 마스크 패턴(134a)은 상기 제4 폭(W4)을 가질 수 있다. Referring to FIG. 11 , the mask layer 134 is anisotropically etched to expose the lower mask layer 104 to form a spacer-shaped first preliminary mask pattern 134a on the sidewall of the sacrificial layer pattern 130 . to form The first preliminary mask pattern 134a may have the fourth width W4 .

상기 마스크막(134)이 상기 제1 폭보다 얇은 두께를 가지므로, 상기 마스크막(134)을 용이하게 식각할 수 있다. 또한, 상기 식각 공정을 수행할 때, 상기 하부 마스크막(104)의 손상되는 것을 감소할 수 있다.Since the mask layer 134 has a thickness smaller than the first width, the mask layer 134 may be easily etched. In addition, when the etching process is performed, damage to the lower mask layer 104 may be reduced.

상기 제1 예비 마스크 패턴(134a)은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 비대칭인 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 예비 마스크 패턴(134a)을 형성한 이 후에도, 상기 각각의 희생막 패턴들(130) 상에는 상기 상부 마스크 패턴(132)이 남아있을 수 있다.The first preliminary mask pattern 134a may have an asymmetric shape with respect to a line extending in the first direction along a center of the second direction perpendicular to the first direction. Even after the first preliminary mask pattern 134a is formed, the upper mask pattern 132 may remain on each of the sacrificial layer patterns 130 .

도 12를 참조하면, 상기 제1 예비 마스크 패턴(134a) 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막(도시안됨)을 형성한다. Referring to FIG. 12 , a filling layer (not shown) is formed to fill a gap between the first preliminary mask patterns 134a.

상기 매립막은 상기 희생막 패턴(130)과 동일한 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 매립막은 ACL 또는 탄소 함유막을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 스핀 코팅 공정을 통해 형성할 수 있다. The buried layer may be formed using the same material as the sacrificial layer pattern 130 . For example, the buried layer may include an ACL or a carbon-containing layer. In this case, the buried layer may be formed through a spin coating process.

다른 예로, 상기 매립막은 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 화학 기상 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. As another example, the buried layer may be formed of a polysilicon layer. In this case, the buried layer may be formed through a chemical vapor deposition process.

상기 상부 마스크 패턴(132)이 노출되도록 매립막을 에치백하여 상기 제1 예비 마스크 패턴(134a) 사이의 갭 부위에 매립막 패턴(136)을 형성한다. The buried layer is etched back to expose the upper mask pattern 132 to form a buried layer pattern 136 in a gap between the first preliminary mask patterns 134a.

도 13을 참조하면, 상기 상부 마스크 패턴(132)이 완전하게 제거되도록 상기 상부 마스크 패턴(132)을 에치백한다. 또한, 상기 제1 예비 마스크 패턴(134a)의 상부를 에치백하여 제2 예비 마스크 패턴(134b)을 형성한다. 상기 에치백 공정에서, 상기 희생막 패턴(130) 및 매립막 패턴(136)도 일부 두께만큼 식각될 수 있다. Referring to FIG. 13 , the upper mask pattern 132 is etched back so that the upper mask pattern 132 is completely removed. In addition, an upper portion of the first preliminary mask pattern 134a is etched back to form a second preliminary mask pattern 134b. In the etch-back process, the sacrificial layer pattern 130 and the buried layer pattern 136 may also be etched to a partial thickness.

상기 제2 예비 마스크 패턴(134b)은 상기 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 예비 마스크 패턴들(134b)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. The second preliminary mask pattern 134b may have a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along the center of the second direction. The second preliminary mask patterns 134b may have substantially the same shape.

또한, 상기 에치백 공정을 통해 상부 마스크 패턴(132)을 제거할 때, 상기 하부 마스크막(104)은 상기 희생막 패턴(130), 매립막 패턴(136) 및 제1 예비 마스크 패턴(134a)에 의해 모두 덮혀있다. 따라서, 상기 상부 마스크 패턴(132)을 제거하는 동안 상기 하부 마스크막(104)의 표면은 전혀 손상되거나 식각되지 않을 수 있다. In addition, when the upper mask pattern 132 is removed through the etch-back process, the lower mask layer 104 is formed with the sacrificial layer pattern 130 , the buried layer pattern 136 , and the first preliminary mask pattern 134a. all covered by Accordingly, while the upper mask pattern 132 is removed, the surface of the lower mask layer 104 may not be damaged or etched at all.

도 14를 참조하면, 상기 희생막 패턴들(130) 및 매립막 패턴(136)을 제거한다. 따라서, 상기 하부 마스크막(104) 상에는 상기 제4 폭(W4)을 갖는 제2 예비 마스크 패턴들(134b)이 형성될 수 있다. 상기 제2 예비 마스크 패턴들(134b) 사이의 이격 거리는 상기 제2 폭(W2)과 동일할 수 있다. Referring to FIG. 14 , the sacrificial layer patterns 130 and the buried layer pattern 136 are removed. Accordingly, second preliminary mask patterns 134b having the fourth width W4 may be formed on the lower mask layer 104 . A distance between the second preliminary mask patterns 134b may be equal to the second width W2 .

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴들(130) 및 매립막 패턴(136)이 ACL 또는 탄소 함유막을 포함하는 경우, 플라즈마 에싱 공정을 통해 상기 희생막 패턴(130) 및 매립막 패턴(136)을 제거할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer patterns 130 and the buried layer pattern 136 include an ACL or a carbon-containing layer, the sacrificial layer pattern 130 and the buried layer pattern 136 are performed through a plasma ashing process. can be removed.

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴(130) 및 매립막 패턴(136)이 폴리실리콘을 포함하는 경우, 등방성 식각 공정을 통해 상기 폴리실리콘을 제거할 수 있다.In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer pattern 130 and the buried layer pattern 136 include polysilicon, the polysilicon may be removed through an isotropic etching process.

도 15를 참조하면, 상기 제2 예비 마스크 패턴들(134b)의 표면 및 상기 하부 마스크막(104) 상에 컨포멀하게 추가 마스크막(138)을 형성한다.Referring to FIG. 15 , an additional mask layer 138 is conformally formed on the surfaces of the second preliminary mask patterns 134b and the lower mask layer 104 .

상기 추가 마스크막(138)은 마스크 패턴의 선폭이 목표한 제1 폭(W1)을 갖도록 하기 위하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 예비 마스크 패턴(134b) 및 상기 제2 예비 마스크 패턴(134b)의 양 측벽에 형성된 추가 마스크막(138)을 포함한 구조는 상기 제2 방향으로 상기 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. The additional mask layer 138 may be formed so that the line width of the mask pattern has a target first width W1 . That is, the structure including the second preliminary mask pattern 134b and the additional mask layer 138 formed on both sidewalls of the second preliminary mask pattern 134b has the first width W1 in the second direction. can

상기 추가 마스크막(138)은 실리콘 산화물로 형성할 수 있다. 상기 추가 마스크막(138)은 원자층 증착 공정을 통해 형성할 수 있다.The additional mask layer 138 may be formed of silicon oxide. The additional mask layer 138 may be formed through an atomic layer deposition process.

도 16을 참조하면, 상기 제2 예비 마스크 패턴들(134b) 사이의 추가 마스크막(138)을 이방성 식각한다. 따라서, 상기 제2 예비 마스크 패턴들(134b) 및 추가 마스크(138a)를 포함하는 마스크 패턴들(139)을 형성한다.Referring to FIG. 16 , the additional mask layer 138 between the second preliminary mask patterns 134b is anisotropically etched. Accordingly, mask patterns 139 including the second preliminary mask patterns 134b and the additional mask 138a are formed.

이 후, 상기 마스크 패턴들(139)을 식각 마스크로 이용하여 상기 하부 마스크막을 식각하여 하부 마스크 패턴들(104a)을 형성한다. Thereafter, the lower mask layer is etched using the mask patterns 139 as etch masks to form lower mask patterns 104a.

상기 마스크 패턴들(139) 및 하부 마스크 패턴들(104a)을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막(102)을 이방성 식각하여 목표 패턴(102a)을 형성한다. 상기 이방성 식각 공정 중에 상기 마스크 패턴들(139)의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다. 상기 목표 패턴들(102a)은 제1 폭(W1)을 갖고, 상기 제1 거리(D1)로 이격될 수 있다. The target pattern 102a is formed by anisotropically etching the target layer 102 using the mask patterns 139 and the lower mask patterns 104a as etch masks. Some or all of the mask patterns 139 may be removed during the anisotropic etching process. The target patterns 102a may have a first width W1 and may be spaced apart from each other by the first distance D1 .

설명한 것과 같이, 상기 마스크 패턴들(139)을 이용하여, 높이 차이 및 선폭 산포가 감소되는 목표 패턴들(102a)을 형성할 수 있다.
As described above, by using the mask patterns 139 , target patterns 102a in which a height difference and a line width distribution are reduced may be formed.

도 17 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.17 to 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 도 3에 도시된 구조를 형성한다. First, the structure shown in FIG. 3 is formed by performing the same process as described with reference to FIGS. 1 to 3 .

도 17을 참조하면, 상기 마스크막 상에, 상기 희생막 패턴들(106a) 측벽에 형성되는 상기 마스크막 사이의 갭을 채우도록 매립막을 형성한다. Referring to FIG. 17 , a buried layer is formed on the mask layer to fill a gap between the mask layers formed on sidewalls of the sacrificial layer patterns 106a.

예시적인 실시예에서, 상기 매립막은 상기 희생막 패턴(106a)과 동일한 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 매립막은 ACL (amorphous carbon layer) 또는 탄소 함유막을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 스핀 코팅 공정을 통해 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 매립막은 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 매립막은 화학 기상 증착 공정을 통해 형성할 수 있다. In an exemplary embodiment, the buried layer may be formed using the same material as the sacrificial layer pattern 106a. For example, the buried layer may include an amorphous carbon layer (ACL) or a carbon-containing layer. In this case, the buried layer may be formed through a spin coating process. As another example, the buried layer may be formed of a polysilicon layer. In this case, the buried layer may be formed through a chemical vapor deposition process.

상기 마스크막의 최상부면이 노출되도록 상기 매립막을 에치백하여 상기 희생막 패턴들(106a) 측벽에 형성되는 상기 마스크막 사이의 갭 부위에 매립막 패턴(150)을 형성한다.The buried layer is etched back to expose the top surface of the mask layer to form a buried layer pattern 150 in a gap between the mask layers formed on sidewalls of the sacrificial layer patterns 106a.

도 18을 참조하면, 상기 희생막 패턴들(106a)의 상부면이 노출되도록 상기 마스크막(112), 매립막 패턴(150) 및 상부 마스크 패턴(108a)의 상부면을 평탄화한다. 상기 평탄화 공정은 에치백 공정 및/또는 화학기계적 연마 공정을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18 , upper surfaces of the mask layer 112 , the buried layer pattern 150 , and the upper mask pattern 108a are planarized so that the top surfaces of the sacrificial layer patterns 106a are exposed. The planarization process may include an etch-back process and/or a chemical mechanical polishing process.

따라서, 상기 마스크막(112)은 제1 및 제2 라인(140a, 140b)과 상기 제1 및 제2 라인(140a, 140b)의 하부를 연결하는 연결부(140c)를 포함하는 예비 마스크 패턴(140)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 예비 마스크 패턴(140)은 단면이 컵 형상을 가지면서 연장되는 형상을 가질 수 있다. 상기 공정에 의해, 상기 상부 마스크 패턴(108a)은 완전하게 제거될 수 있다. Accordingly, the mask layer 112 is a preliminary mask pattern 140 including the first and second lines 140a and 140b and the connecting portion 140c connecting the lower portions of the first and second lines 140a and 140b. ) can be formed. That is, the preliminary mask pattern 140 may have a shape that is extended while having a cup shape in cross section. Through the above process, the upper mask pattern 108a may be completely removed.

상기 상부 마스크 패턴(108a)을 제거할 때 상기 하부 마스크막(104)이 노출되지 않기 때문에, 상기 제거 공정에서 상기 하부 마스크막(104)이 손상되지 않을 수 있다. 또한, 상기 예비 마스크 패턴(140)은 상부면이 실질적으로 평탄한 형상을 가질 수 있다. 상기 예비 마스크 패턴들(140)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.Since the lower mask layer 104 is not exposed when the upper mask pattern 108a is removed, the lower mask layer 104 may not be damaged in the removal process. Also, the preliminary mask pattern 140 may have a substantially flat top surface. The preliminary mask patterns 140 may have substantially the same shape.

도 19를 참조하면, 상기 희생막 패턴들(106a) 및 상기 매립막 패턴(150)을 제거한다.Referring to FIG. 19 , the sacrificial layer patterns 106a and the buried layer pattern 150 are removed.

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(150)이 ACL 또는 탄소 함유막을 포함하는 경우, 플라즈마 에싱 공정을 통해 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(150)을 제거할 수 있다. In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 150 include an ACL or a carbon-containing layer, the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 150 are formed through a plasma ashing process. can be removed

예시적인 실시예에서, 상기 희생막 패턴(106a) 및 매립막 패턴(150)이 폴리실리콘을 포함하는 경우, 등방성 식각 공정을 통해 상기 폴리실리콘을 제거할 수 있다.In an exemplary embodiment, when the sacrificial layer pattern 106a and the buried layer pattern 150 include polysilicon, the polysilicon may be removed through an isotropic etching process.

도 20을 참조하면, 상기 예비 마스크 패턴(140)을 이방성으로 식각하여 상기 예비 마스크 패턴(140)의 연결부가 제거되도록 한다. 따라서, 라인 형상을 갖는 마스크 패턴(142)을 형성한다. Referring to FIG. 20 , the preliminary mask pattern 140 is anisotropically etched to remove the connection portion of the preliminary mask pattern 140 . Accordingly, the mask pattern 142 having a line shape is formed.

상기 마스크 패턴들(142)을 식각 마스크로 이용하여 상기 하부 마스크막을 식각하여 하부 마스크 패턴들(104a)을 형성한다. The lower mask layer is etched using the mask patterns 142 as an etch mask to form lower mask patterns 104a.

상기 마스크 패턴들(142) 및 하부 마스크 패턴들(104a)을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막(102)을 이방성 식각하여 목표 패턴(102a)을 형성한다. 상기 이방성 식각 공정 중에 상기 마스크 패턴들(142)의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다.
The target layer 102 is anisotropically etched using the mask patterns 142 and the lower mask patterns 104a as etch masks to form a target pattern 102a. Some or all of the mask patterns 142 may be removed during the anisotropic etching process.

도 21 내지 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 나타내는 사시도들이다. 21 to 27 are perspective views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment.

상기 반도체 소자에는 규칙적으로 배치되는 홀들을 포함하는 패턴이 형성될 수 있다. A pattern including regularly arranged holes may be formed in the semiconductor device.

도 21을 참조하면, 기판(200) 상에 식각 대상막(202)을 형성한다. 상기 식각 대상막(202) 상에, 제1 하드 마스크막(204), 제1 희생막(206), 제2 하드 마스크막(208), 제2 희생막(210) 및 제3 하드 마스크막(212)을 형성한다. 상기 제3 하드 마스크막(212) 상에 사진 공정을 수행하여 제1 포토레지스트 패턴들(214)을 형성한다.Referring to FIG. 21 , an etch target layer 202 is formed on the substrate 200 . On the etch target layer 202 , a first hard mask layer 204 , a first sacrificial layer 206 , a second hard mask layer 208 , a second sacrificial layer 210 , and a third hard mask layer ( 212) is formed. A photo process is performed on the third hard mask layer 212 to form first photoresist patterns 214 .

예시적인 실시예에서, 상기 제1 포토레지스트 패턴들(214)은 도 1을 참조로 설명한 것과 동일하게 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 포토레지스트 패턴들(214)은 도 9를 참조로 설명한 것과 동일하게 형성할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first photoresist patterns 214 may be formed in the same manner as described with reference to FIG. 1 . As another example, the first photoresist patterns 214 may be formed in the same manner as described with reference to FIG. 9 .

도 22를 참조하면, 상기 제2 하드 마스크막(208) 상에 제1 마스크 패턴(216)을 형성한다.Referring to FIG. 22 , a first mask pattern 216 is formed on the second hard mask layer 208 .

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 마스크 패턴(216)은 도 2 내지 도 7을 참조로 설명한 공정들을 동일하게 수행하여 형성할 수 있다. In example embodiments, the first mask pattern 216 may be formed by performing the same processes described with reference to FIGS. 2 to 7 .

구체적으로, 상기 제1 포토레지스트 패턴들(214)을 식각 마스크로 사용하여 상기 제3 하드 마스크막(212)을 이방성 식각하여 제3 하드 마스크를 형성한다. 상기 제3 하드 마스크를 식각 마스크로 이용하여 상기 제2 희생막(210)을 이방성 식각하여 제2 희생막 패턴들을 각각 형성한다. 상기 제2 희생막 패턴들, 제3 하드 마스크 및 제2 하드 마스크막(208) 표면을 따라 컨포멀하게 마스크막을 형성하고, 이를 이방성으로 식각하여, 예비 제1 마스크 패턴(도시안됨)을 형성한다. Specifically, the third hard mask layer 212 is anisotropically etched using the first photoresist patterns 214 as etch masks to form a third hard mask. The second sacrificial layer 210 is anisotropically etched using the third hard mask as an etch mask to form second sacrificial layer patterns, respectively. A mask layer is conformally formed along the surfaces of the second sacrificial layer patterns, the third hard mask, and the second hard mask layer 208 and anisotropically etched to form a preliminary first mask pattern (not shown). .

상기 예비 제1 마스크 패턴 사이에 제1 매립막 패턴(도시안됨)을 형성한다. 에치백 공정을 통해, 상기 제3 하드 마스크를 제거하고, 상기 제1 예비 마스크 패턴의 상부를 에치백하여 제1 마스크 패턴(216)을 형성한다. 이 후, 상기 제1 마스크 패턴들(216) 사이의 제1 매립막 패턴 및 제2 희생막 패턴을 제거한다. A first filling layer pattern (not shown) is formed between the preliminary first mask patterns. Through an etch-back process, the third hard mask is removed, and an upper portion of the first preliminary mask pattern is etched back to form a first mask pattern 216 . Thereafter, the first buried layer pattern and the second sacrificial layer pattern between the first mask patterns 216 are removed.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 마스크 패턴(216)은 도 9 내지 15를 참조로 설명한 것과 동일한 방법 또는 도 17 내지 도 19를 참조로 설명한 것과 동일한 방법으로 형성될 수도 있다. In example embodiments, the first mask pattern 216 may be formed by the same method as described with reference to FIGS. 9 to 15 or the same method as described with reference to FIGS. 17 to 19 .

도 23을 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(216)을 이용하여 상기 제2 하드 마스크막(208)을 식각하여 제2 하드 마스크(208a)를 형성한다. 이 때, 상기 제2 하드 마스크(208a) 사이의 제1 희생막(206)도 일부 과도 식각될 수 있다. 따라서, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 트렌치(217)를 포함하는 제1 예비 희생막 패턴(206a)이 형성된다.Referring to FIG. 23 , the second hard mask layer 208 is etched using the first mask pattern 216 to form a second hard mask 208a. In this case, the first sacrificial layer 206 between the second hard mask 208a may also be partially over-etched. Accordingly, the first preliminary sacrificial layer pattern 206a including the first trench 217 extending in the first direction is formed.

상기 제2 하드 마스크들(208a)은 상기 제1 폭을 갖고, 상기 제1 거리만큼 서로 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 하드 마스크들(208a)은 상기 제1 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.The second hard masks 208a may have the first width and may be formed to be spaced apart from each other by the first distance. Also, the second hard masks 208a may have a shape extending in the first direction.

도 24를 참조하면, 상기 제1 트렌치(217) 내부를 완전하게 채우도록 제3 희생막을 형성한다. 상기 제2 하드 마스크들(208a)이 노출되도록 상기 제1 마스크 패턴(216) 및 제3 희생막을 에치백하여 상기 제1 트렌치(217) 내부에 제3 희생막 패턴(218)을 형성한다. Referring to FIG. 24 , a third sacrificial layer is formed to completely fill the inside of the first trench 217 . A third sacrificial layer pattern 218 is formed in the first trench 217 by etching back the first mask pattern 216 and the third sacrificial layer so that the second hard masks 208a are exposed.

상기 제1 예비 희생막 패턴(206a) 및 제3 희생막 패턴(218)은 하나의 하부 희생막 패턴(219)으로 제공될 수 있다. 상기 하부 희생막 패턴(219) 상에는 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 하드 마스크(208a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 희생막 패턴(219) 및 제2 하드 마스크(208a)는 평탄한 상부면을 가질 수 있다.The first preliminary sacrificial layer pattern 206a and the third sacrificial layer pattern 218 may be provided as one lower sacrificial layer pattern 219 . A second hard mask 208a extending in the first direction may be formed on the lower sacrificial layer pattern 219 . In addition, the lower sacrificial layer pattern 219 and the second hard mask 208a may have flat top surfaces.

상기 하부 희생막 패턴(219) 및 제2 하드 마스크(208a) 상에 제4 하드 마스크막(220), 제4 희생막(222) 및 제5 하드 마스크막(224)을 형성한다. 또한, 상기 제5 하드 마스크막(224) 상에 제2 포토레지스트 패턴(226)을 형성한다. A fourth hard mask layer 220 , a fourth sacrificial layer 222 , and a fifth hard mask layer 224 are formed on the lower sacrificial layer pattern 219 and the second hard mask 208a . In addition, a second photoresist pattern 226 is formed on the fifth hard mask layer 224 .

상기 제2 포토레지스트 패턴들(226)은 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. The second photoresist patterns 226 may be formed to have a line shape extending in a second direction perpendicular to the first direction.

도 25를 참조하면, 상기 제4 하드 마스크막 상에 제2 마스크 패턴을 형성한다. 상기 제2 마스크 패턴을 이용하여 상기 제4 하드 마스크막을 식각하여, 상기 제2 하드 마스크(208a) 및 하부 희생막 패턴(219) 상에 제4 하드 마스크를 형성한다. Referring to FIG. 25 , a second mask pattern is formed on the fourth hard mask layer. The fourth hard mask layer is etched using the second mask pattern to form a fourth hard mask on the second hard mask 208a and the lower sacrificial layer pattern 219 .

구체적으로, 상기 제2 포토레지스트 패턴들(226)을 식각 마스크로 사용하여 상기 제5 하드 마스크막(224)을 이방성 식각하여 제5 하드 마스크(도시안됨)들을 형성한다. 상기 제5 하드 마스크를 식각 마스크로 이용하여 상기 제4 희생막(222)을 이방성 식각하여 제4 희생막 패턴들(도시안됨)을 각각 형성한다. 상기 제4 희생막 패턴들, 제5 하드 마스크 및 제4 하드 마스크막(220) 표면을 따라 컨포멀하게 마스크막을 형성하고, 이를 이방성으로 식각하여, 예비 제2 마스크 패턴(도시안됨)을 형성한다. Specifically, the fifth hard mask layer 224 is anisotropically etched using the second photoresist patterns 226 as etch masks to form fifth hard masks (not shown). The fourth sacrificial layer 222 is anisotropically etched using the fifth hard mask as an etch mask to form fourth sacrificial layer patterns (not shown), respectively. A mask layer is conformally formed along the surfaces of the fourth sacrificial layer patterns, the fifth hard mask, and the fourth hard mask layer 220 , and anisotropically etched to form a second preliminary mask pattern (not shown). .

상기 제2 예비 마스크 패턴 사이에 제2 매립막 패턴(도시안됨)을 형성한다. 에치백 공정을 통해, 상기 제5 하드 마스크를 제거하고, 상기 제2 예비 마스크 패턴의 상부를 에치백하여 제2 마스크 패턴(228)을 형성한다. 이 후, 상기 제2 마스크 패턴들(228) 사이의 제2 매립막 패턴 및 제4 희생막 패턴을 제거한다. A second buried layer pattern (not shown) is formed between the second preliminary mask patterns. Through an etch-back process, the fifth hard mask is removed, and an upper portion of the second preliminary mask pattern is etched back to form a second mask pattern 228 . Thereafter, the second buried layer pattern and the fourth sacrificial layer pattern between the second mask patterns 228 are removed.

이와같이, 상기 제2 마스크 패턴(228)은 도 2 내지 도 7을 참조로 설명한 공정들을 동일하게 수행하여 형성할 수 있다. As such, the second mask pattern 228 may be formed by performing the same processes described with reference to FIGS. 2 to 7 .

이와는 다르게, 도 9 내지 15 또는 도 17 내지 도 19를 참조로 설명한 것과 동일한 방법으로 상기 제2 마스크 패턴을 형성할 수도 있다. Alternatively, the second mask pattern may be formed in the same manner as described with reference to FIGS. 9 to 15 or 17 to 19 .

이 후, 상기 제2 마스크 패턴(228)을 식각 마스크로 이용하여 상기 제4 하드 마스크막(220)을 식각하여 제4 하드 마스크(220a)를 형성한다. Thereafter, the fourth hard mask layer 220 is etched using the second mask pattern 228 as an etch mask to form a fourth hard mask 220a.

상기 제4 하드 마스크(220a)는 상기 제2 하드 마스크(208a)와 수직한 방향으로 연장되는 라인 형상을 가질 수 있다. The fourth hard mask 220a may have a line shape extending in a direction perpendicular to the second hard mask 208a.

도 26을 참조하면, 상기 제2 및 제4 하드 마스크(208a, 220a) 사이에 노출되는 하부 희생막 패턴(219)을 식각하여 홀들을 형성한다.Referring to FIG. 26 , the lower sacrificial layer pattern 219 exposed between the second and fourth hard masks 208a and 220a is etched to form holes.

계속하여, 상기 하부 희생막 패턴(219) 아래의 제1 하드 마스크막(204)을 식각하여 제1 하드 마스크(204a)를 형성한다. 상기 제1 하드 마스크(204a)는 홀들이 규칙적으로 형성된다. 상기 식각 공정들을 수행하는 동안 상기 제1 하드 마스크(204a) 상에 형성되어 있는 막들의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 제1 하드 마스크(204a) 상의 막들을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다. Subsequently, the first hard mask layer 204 under the lower sacrificial layer pattern 219 is etched to form a first hard mask 204a. Holes are regularly formed in the first hard mask 204a. During the etching processes, some or all of the layers formed on the first hard mask 204a may be removed. Although not shown, the method may further include a process of removing layers on the first hard mask 204a.

도 27을 참조하면, 상기 제1 하드 마스크(204a)를 식각 마스크로 사용하여 상기 식각 대상막(202)을 이방성 식각하여 홀들(230)을 포함하는 패턴(202a)을 형성한다. Referring to FIG. 27 , the target layer 202 is anisotropically etched using the first hard mask 204a as an etch mask to form a pattern 202a including holes 230 .

상기 공정들을 수행하면, 규칙적으로 배열되는 홀들을 포함하고, 상기 홀들의 크기의 산포가 감소되는 패턴을 형성할 수 있다.
By performing the above processes, it is possible to form a pattern including regularly arranged holes and in which the size distribution of the holes is reduced.

도 28 내지 도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.28 to 36 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 29 및 도 32는 상기 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이고, 도 28, 30, 31, 32 내지 36은 상기 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 각 단면도들은 도 29 및 도 21의 I-I'및 II-II'부위를 절단한 것이다. Specifically, FIGS. 29 and 32 are plan views illustrating a method of manufacturing the semiconductor device, and FIGS. 28, 30, 31, and 32 to 36 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the semiconductor device. Each of the cross-sectional views is a section taken along II' and II-II' in FIGS. 29 and 21 .

도 28 및 도 29를 참조하면, 기판(300)에 소자 분리막(302)을 형성하여 액티브 패턴들(305)을 형성한다. 28 and 29 , the device isolation layer 302 is formed on the substrate 300 to form active patterns 305 .

예시적인 실시예들에 따르면, 소자 분리막(302) 및 액티브 패턴(305)은 얕은 트렌치 소자 분리(Shallow trench Isolation: STI) 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 이방성 식각 공정을 통해 기판(300) 상부를 제거하여 소자 분리 트렌치를 형성할 수 있다. 이후, 예를 들면, 실리콘 산화물을 포함하는 절연막을 상기 소자 분리 트렌치를 채우면서 상기 기판(300) 상에 형성할 수 있다. 이어서 상기 절연막 상부를 액티브 패턴(305)의 상면이 노출될 때까지 예를 들면, CMP 공정을 통해 평탄화하여 소자 분리막(302)을 형성할 수 있다.In example embodiments, the device isolation layer 302 and the active pattern 305 may be formed through a shallow trench isolation (STI) process. For example, the device isolation trench may be formed by removing the upper portion of the substrate 300 through an anisotropic etching process. Thereafter, for example, an insulating layer including silicon oxide may be formed on the substrate 300 while filling the device isolation trench. Then, the isolation layer 302 may be formed by planarizing the insulating layer through, for example, a CMP process until the top surface of the active pattern 305 is exposed.

상기 소자 분리막(302)이 형성됨에 따라, 상기 소자 분리막(302)에 의해 한정되는 복수의 액티브 패턴들(305)이 형성될 수 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 각 액티브 패턴(305)은 제1 방향에 소정의 각도로 경사진 사선 방향으로 연장될 수 있다. As the device isolation layer 302 is formed, a plurality of active patterns 305 defined by the device isolation layer 302 may be formed. As shown in FIG. 29 , each active pattern 305 may extend in an oblique direction inclined at a predetermined angle to the first direction.

상기 소자 분리막(302) 및 액티브 패턴들(305) 상에 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 하드 마스크(317)를 형성한다. A first hard mask 317 extending in the first direction is formed on the isolation layer 302 and the active patterns 305 .

상기 제1 하드 마스크(317)는 예를들면, 도 1 내지 도 8을 참조로 하여 상기 하부 마스크를 형성하는 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 하드 마스크(317)는 도 9 내지 도 16 또는 도 17 내지 도 20을 참조로 상기 하부 마스크를 형성하는 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 형성할 수도 있다.The first hard mask 317 may be formed, for example, by performing substantially the same process as that of forming the lower mask with reference to FIGS. 1 to 8 . As another example, the first hard mask 317 may be formed by performing substantially the same process as that of forming the lower mask with reference to FIGS. 9 to 16 or 17 to 20 .

상기 제1 하드 마스크(317)를 이용하여, 상기 소자 분리막(302) 및 액티브 패턴들(305)을 식각하여 상기 제1 방향으로 연장되는 게이트 트렌치(309)를 형성할 수 있다. 상기 게이트 트렌치(309)는 내부 폭의 산포가 감소될 수 있다.The device isolation layer 302 and the active patterns 305 may be etched using the first hard mask 317 to form a gate trench 309 extending in the first direction. In the gate trench 309 , dispersion of an inner width may be reduced.

도 30을 참조하면, 상기 게이트 트렌치(309)를 채우며 연장하는 게이트 구조물(328)을 형성할 수 있다. 상기 게이트 트렌치(309)의 내부 폭의 산포가 감소되므로, 상기 게이트 구조물들(328)은 균일한 선폭을 가질 수 있다. Referring to FIG. 30 , a gate structure 328 extending while filling the gate trench 309 may be formed. Since dispersion of the inner width of the gate trench 309 is reduced, the gate structures 328 may have a uniform line width.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 게이트 트렌치(309)에 의해 노출된 액티브 패턴(305)의 표면에 대해 열산화 공정을 수행하거나, 액티브 패턴(305)의 상기 표면 상에 예를 들면, CVD 공정을 통해 실리콘 산화물 또는 금속 산화물을 증착하여 게이트 절연막을 형성할 수 있다.According to example embodiments, a thermal oxidation process is performed on the surface of the active pattern 305 exposed by the gate trench 309 , or a CVD process is performed on the surface of the active pattern 305 , for example. A gate insulating layer may be formed by depositing silicon oxide or metal oxide through the ?

상기 게이트 절연막 상에 게이트 트렌치(309)의 나머지 부분을 채우는 게이트 도전막을 형성할 수 있다. 이후, CMP 공정을 통해 액티브 패턴(305)의 상면이 노출될 때까지 상기 게이트 도전막을 평탄화하고, 에치-백 공정을 통해 게이트 트렌치(309) 내부에 형성된 상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 도전막의 일부를 제거할 수 있다. 이에 따라, 게이트 트렌치(309)의 하부를 채우는 게이트 절연막 패턴(322) 및 게이트 전극(324)을 형성할 수 있다.A gate conductive layer may be formed on the gate insulating layer to fill the remaining portion of the gate trench 309 . Thereafter, the gate conductive layer is planarized through a CMP process until the top surface of the active pattern 305 is exposed, and the gate insulating layer and a portion of the gate conductive layer formed inside the gate trench 309 are removed through an etch-back process. can do. Accordingly, the gate insulating layer pattern 322 and the gate electrode 324 filling the lower portion of the gate trench 309 may be formed.

상기 게이트 절연막 패턴(322) 및 게이트 전극(324) 상에 게이트 트렌치(309)의 나머지 부분을 채우는 마스크막을 형성한 후, 상기 마스크막의 상부를 액티브 패턴(305)의 상기 상면이 노출될 때까지 평탄화하여 게이트 마스크(326)를 형성할 수 있다. After forming a mask layer filling the remaining portion of the gate trench 309 on the gate insulating layer pattern 322 and the gate electrode 324 , an upper portion of the mask layer is planarized until the top surface of the active pattern 305 is exposed. Thus, a gate mask 326 may be formed.

이에 따라, 게이트 트렌치(309) 내부에 순차적으로 적층된 게이트 절연막 패턴(322), 게이트 전극(324) 및 게이트 마스크(326)를 포함하는 게이트 구조물(328)이 형성될 수 있다.Accordingly, a gate structure 328 including a gate insulating layer pattern 322 , a gate electrode 324 , and a gate mask 326 sequentially stacked in the gate trench 309 may be formed.

상기 게이트 구조물들(328)과 인접한 액티브 패턴(305)의 상기 상부에 이온 주입 공정을 수행하여 불순물 영역들(도 29, 301, 303)이 형성될 수 있다. Impurity regions ( FIGS. 29 , 301 , and 303 ) may be formed by performing an ion implantation process on the active pattern 305 adjacent to the gate structures 328 .

상기 액티브 패턴(305), 소자 분리막(302) 및 게이트 구조물(328)을 덮는 식각 저지막(330)을 형성하고, 상기 식각 저지막(330) 상에 제1 층간 절연막(332)을 형성한다. 상기 제1 층간 절연막(332) 상에 제1 도전막(334)을 형성한다. An etch stop layer 330 is formed to cover the active pattern 305 , the device isolation layer 302 , and the gate structure 328 , and a first interlayer insulating layer 332 is formed on the etch stop layer 330 . A first conductive layer 334 is formed on the first interlayer insulating layer 332 .

상기 제1 도전막(334), 제1 층간 절연막(332) 및 식각 저지막(330)을 부분적으로 식각하여, 상기 게이트 구조물들(328) 사이의 액티브 패턴(305)의 일부를 노출하는 제1 홀들(336)을 형성할 수 있다.The first conductive layer 334 , the first interlayer insulating layer 332 , and the etch stop layer 330 are partially etched to expose a portion of the active pattern 305 between the gate structures 328 . Holes 336 may be formed.

도 31을 참조하면, 제1 홀들(336)을 채우면서 상기 제1 도전막(334) 상에 제2 도전막(338)을 형성한다. 상기 제2 도전막(338)은 상기 제1 도전막(334)과 실질적으로 동일한 물질로 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 도전막(334, 338)은 도핑된 폴리실리콘을 사용하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 31 , a second conductive layer 338 is formed on the first conductive layer 334 while filling the first holes 336 . The second conductive layer 338 may be formed of substantially the same material as the first conductive layer 334 . For example, the first and second conductive layers 334 and 338 may be formed using doped polysilicon.

이 후, 상기 제1 및 제2 도전막(334, 338)의 상부면이 평탄해지도록 평탄화 공정을 수행할 수 있다. Thereafter, a planarization process may be performed so that upper surfaces of the first and second conductive layers 334 and 338 are flat.

상기 제1 및 제2 도전막(334, 338) 상에 베리어 금속막(345) 및 금속막(347)을 포함하는 제3 도전막(348)을 형성한다. A third conductive layer 348 including a barrier metal layer 345 and a metal layer 347 is formed on the first and second conductive layers 334 and 338 .

상기 제3 도전막(348) 상에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 제2 하드 마스크(350)를 형성한다. A second hard mask 350 extending in a second direction perpendicular to the first direction is formed on the third conductive layer 348 .

상기 제2 하드 마스크(350)는 예를들면, 도 1 내지 도 8을 참조로 하여 상기 하부 마스크를 형성하는 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 하드 마스크(350)는 도 9 내지 도 16을 참조로 하부 마스크를 형성하는 것 또는 도 17 내지 도 20을 참조로 하부 마스크를 형성하는 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 형성할 수도 있다. The second hard mask 350 may be formed, for example, by performing substantially the same process as that of forming the lower mask with reference to FIGS. 1 to 8 . As another example, the second hard mask 350 may be formed by performing substantially the same process as forming the lower mask with reference to FIGS. 9 to 16 or forming the lower mask with reference to FIGS. 17 to 20 . may be

도 32 및 도 33을 참조하면, 제2 하드 마스크(350)를 식각 마스크로 사용하여 제3 도전막(348), 제2 도전막(338) 및 제1 도전막(334)을 순차적으로 식각한다. 따라서, 제1 도전막 패턴(334a), 제2 도전막 패턴(338a), 제3 도전막 패턴(348a) 및 제2 하드 마스크(350)를 포함하는 비트 라인 구조물(355)이 형성될 수 있다. 32 and 33 , the third conductive layer 348 , the second conductive layer 338 , and the first conductive layer 334 are sequentially etched using the second hard mask 350 as an etch mask. . Accordingly, the bit line structure 355 including the first conductive layer pattern 334a , the second conductive layer pattern 338a , the third conductive layer pattern 348a , and the second hard mask 350 may be formed. .

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 비트 라인 구조물(355)은 상기 제1 홀(336)보다 작은 폭을 가질 수 있다. 따라서, 상기 비트 라인 구조물(355)의 측벽은 상기 제1 홀(336)의 측벽과 이격될 수 있다. In example embodiments, the bit line structure 355 may have a smaller width than the first hole 336 . Accordingly, the sidewall of the bit line structure 355 may be spaced apart from the sidewall of the first hole 336 .

상기 제2 하드 마스크(350)를 이용하여 상기 비트 라인 구조물(355)이 형성되므로, 상기 비트 라인 구조물(355)은 미세한 선폭을 가지면서도 선폭의 산포가 감소될 수 있다.Since the bit line structure 355 is formed using the second hard mask 350 , the bit line structure 355 may have a fine line width while reducing the line width distribution.

도 34를 참조하면, 상기 비트 라인 구조물(355)의 측벽 상에 스페이서(352)를 형성한다. Referring to FIG. 34 , a spacer 352 is formed on a sidewall of the bit line structure 355 .

상기 제1 층간 절연막(332) 상에 상기 비트 라인 구조물(355)을 덮는 제2 층간 절연막(360)을 형성한다. 상기 제2 층간 절연막(360)의 상부가 평탄해지도록 평탄화 공정을 더 수행할 수 있다.A second interlayer insulating layer 360 covering the bit line structure 355 is formed on the first interlayer insulating layer 332 . A planarization process may be further performed so that an upper portion of the second interlayer insulating layer 360 is flat.

상기 제2 층간 절연막(360), 제1 층간 절연막(332) 및 식각 저지막(330)의 일부를 식각하여 액티브 패턴(305)의 상부를 노출하는 콘택홀들을 형성할 수 있다. A portion of the second interlayer insulating layer 360 , the first interlayer insulating layer 332 , and the etch stop layer 330 may be etched to form contact holes exposing an upper portion of the active pattern 305 .

상기 콘택홀들 내부를 채우면서 상기 액티브 패턴(305)과 전기적으로 연결되는 콘택 플러그들(375)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 콘택홀들을 채우는 도전막을 형성한 후, 상기 도전막의 상부를 상기 제2 하드 마스크(350)의 상면이 노출될 때까지 평탄화할 수 있다. Contact plugs 375 electrically connected to the active pattern 305 may be formed while filling the inside of the contact holes. Specifically, after the conductive layer filling the contact holes is formed, an upper portion of the conductive layer may be planarized until the top surface of the second hard mask 350 is exposed.

도 35를 참조하면, 상기 제2 하드 마스크(350), 제2 층간 절연막(360) 및 콘택 플러그들(375) 상에 식각 저지막(도시안됨) 및 몰드막을 형성한다. Referring to FIG. 35 , an etch stop layer (not shown) and a mold layer are formed on the second hard mask 350 , the second interlayer insulating layer 360 , and the contact plugs 375 .

상기 몰드막 상에 상기 콘택 플러그와 대응하는 부위에 각각 홀들을 포함하는 제3 하드 마스크(381)를 형성한다. A third hard mask 381 including holes, respectively, is formed on the mold layer at a portion corresponding to the contact plug.

상기 제3 하드 마스크(381)는 예를들면, 도 21 내지 도 27을 참조로 하여 제1 하드 마스크를 형성하는 것과 실질적으로 동일한 공정을 수행하여 형성할 수 있다. The third hard mask 381 may be formed by, for example, performing substantially the same process as that of forming the first hard mask with reference to FIGS. 21 to 27 .

상기 제3 하드 마스크(381)를 식각 마스크로 사용하여 상기 몰드막 및 식각 저지막을 식각하여 상기 콘택 플러그들(375)의 상부면을 각각 노출하는 커패시터 개구부(382)를 포함하는 몰드막 패턴(380)을 형성할 수 있다. The mold layer pattern 380 including capacitor openings 382 exposing upper surfaces of the contact plugs 375 by etching the mold layer and the etch stop layer using the third hard mask 381 as an etch mask, respectively. ) can be formed.

도 36을 참조하면, 상기 콘택 플러그들(375)과 전기적으로 연결되는 커패시터들(390)을 형성한다. 이에 따라, 디램(Dynamic Random Access Memory: DRAM) 소자가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 36 , capacitors 390 electrically connected to the contact plugs 375 are formed. Accordingly, a dynamic random access memory (DRAM) device may be manufactured.

구체적으로, 상기 커패시터 개구부(382)의 내벽 및 상기 몰드막 패턴(380)의 상면을 따라 하부 전극막을 형성할 수 있다. 상기 하부 전극막 상에 희생막(도시안됨)을 형성한 후, 상기 몰드막 패턴(380)의 상면이 노출되도록 상기 희생막 및 하부 전극막의 상부를 평탄화할 수 있다. 이후, 상기 희생막 및 상기 몰드막을 제거함으로써, 하부 전극(390a)을 형성할 수 있다.Specifically, a lower electrode layer may be formed along an inner wall of the capacitor opening 382 and an upper surface of the mold layer pattern 380 . After a sacrificial layer (not shown) is formed on the lower electrode layer, upper portions of the sacrificial layer and the lower electrode layer may be planarized to expose a top surface of the mold layer pattern 380 . Thereafter, the lower electrode 390a may be formed by removing the sacrificial layer and the mold layer.

상기 식각 저지막 및 하부 전극(390a)의 표면을 따라 유전막(390b)을 형성하고, 상기 유전막(390b) 상에 상부 전극(390c)을 형성하여 커패시터(390)를 형성할 수 있다. 상기 유전막(390b)은 실리콘 산화물 또는 고유전율의 금속 산화물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 하부 전극(390a) 및 상부 전극(390c)은 텅스텐, 텅스텐 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 텅스텐 질화물, 또는 루테늄 등과 같은 금속 혹은 금속 질화물을 사용하여 형성될 수 있다.A capacitor 390 may be formed by forming a dielectric layer 390b along the surfaces of the etch stop layer and the lower electrode 390a, and forming an upper electrode 390c on the dielectric layer 390b. The dielectric layer 390b may be formed using silicon oxide or a metal oxide having a high dielectric constant. The lower electrode 390a and the upper electrode 390c may be formed using a metal or a metal nitride such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, tungsten nitride, or ruthenium.

상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 미세한 폭을 갖는 라인 또는 콘택홀을 포함하고, 산포가 감소되는 패턴들을 갖는 반도체 소자들을 형성할 수 있다.According to the above-described exemplary embodiments, it is possible to form semiconductor devices including lines or contact holes having a fine width and having patterns with reduced dispersion.

본 발명은 반도체 소자의 제조에서 미세한 선폭을 갖는 패턴을 형성하는데 다양하게 이용될 수 있다. 특히, 고집적화되면서 고성능을 요구하는 반도체 소자의 배선 또는 콘택 등을 형성하는데 사용될 수 있다. The present invention can be used in various ways to form a pattern having a fine line width in the manufacture of a semiconductor device. In particular, it can be used to form wirings or contacts of semiconductor devices that require high performance while being highly integrated.

100 : 기판 102 : 식각 대상막
104 : 하부 마스크막 106 : 희생막
108 : 상부 마스크막 110 : 포토레지스트 패턴
108a, 132 : 상부 마스크 패턴 106a, 130 : 희생막 패턴
112, 134 : 마스크막 112a : 예비 마스크 패턴
114, 136 : 매립막 패턴 112b : 마스크 패턴
104a : 하부 마스크 패턴
134a : 제1 예비 마스크 패턴 134b : 제2 예비 마스크 패턴
138 : 추가 마스크막 138a : 추가 마스크
100: substrate 102: etch target film
104: lower mask layer 106: sacrificial layer
108: upper mask layer 110: photoresist pattern
108a, 132: upper mask pattern 106a, 130: sacrificial layer pattern
112, 134: mask layer 112a: preliminary mask pattern
114, 136: buried film pattern 112b: mask pattern
104a: lower mask pattern
134a: first preliminary mask pattern 134b: second preliminary mask pattern
138: additional mask layer 138a: additional mask

Claims (20)

식각 대상막 상에 희생막 및 상기 희생막과 선택비를 가지는 물질을 포함하는 상부 마스크막을 형성하고;
상기 희생막 및 상부 마스크막을 패터닝하여, 상기 식각 대상막 상에 제1 방향으로 연장되는 라인 형상의 희생막 패턴들 및 각각의 희생막 패턴들 상에 상부 마스크 패턴을 형성하고;
상기 희생막 패턴 및 상부 마스크 패턴의 적층 구조의 양 측벽 상에 스페이서 형상의 예비 마스크 패턴들을 형성하고;
상기 예비 마스크 패턴들 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막을 형성하고;
상기 예비 마스크 패턴들의 상부면의 일부 및 상기 상부 마스크 패턴의 전부를 에치백 공정을 통해 제거하여, 상기 희생막 패턴의 상부면을 노출하고, 상기 예비 마스크 패턴들을 마스크 패턴들로 변환하고, 상기 마스크 패턴은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 중심을 따라 상기 제1 방향으로 연장되는 라인을 기준으로 대칭되는 형상을 갖도록 하고;
상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고; 그리고
상기 마스크 패턴들을 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하여 패턴들을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법.
forming a sacrificial layer and an upper mask layer including a material having a selectivity to the sacrificial layer on the etch target layer;
patterning the sacrificial layer and the upper mask layer to form line-shaped sacrificial layer patterns extending in a first direction on the etch target layer and an upper mask pattern on each of the sacrificial layer patterns;
forming spacer-shaped preliminary mask patterns on both sidewalls of the stacked structure of the sacrificial layer pattern and the upper mask pattern;
forming a buried layer to fill a gap between the preliminary mask patterns;
A portion of upper surfaces of the preliminary mask patterns and all of the upper mask patterns are removed through an etch-back process to expose an upper surface of the sacrificial layer pattern, the preliminary mask patterns are converted into mask patterns, and the mask the pattern has a symmetrical shape with respect to a line extending in the first direction along a center of a second direction perpendicular to the first direction;
removing the sacrificial layer patterns and the buried layer; and
A method of manufacturing a semiconductor device for forming patterns by etching the etch target layer using the mask patterns.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막은 동일한 물질로 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 1 , wherein the sacrificial layer patterns and the buried layer are formed of the same material. 제4항에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막은 탄소 함유막 또는 폴리실리콘막으로 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 4 , wherein the sacrificial layer patterns and the buried layer are formed of a carbon-containing layer or a polysilicon layer. 제1항에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들을 형성하는 것은,
상기 희생막 패턴들 및 식각 대상막 상에 컨포멀하게 마스크막을 형성하고; 그리고
상기 마스크막을 이방성 식각하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 1 , wherein forming the preliminary mask patterns comprises:
forming a mask layer conformally on the sacrificial layer patterns and the etch target layer; and
and anisotropically etching the mask layer.
제1항에 있어서, 상기 희생막 패턴들은 상기 패턴들의 목표 이격 거리인 제1 거리와 동일한 폭을 갖고, 상기 희생막 패턴들 사이의 이격 거리는 상기 패턴들의 목표 선폭인 제1 선폭의 2배와 상기 제1 거리의 합과 동일하게 되도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The sacrificial layer patterns of claim 1 , wherein the sacrificial layer patterns have a width equal to a first distance that is a target separation distance of the patterns, and a separation distance between the sacrificial layer patterns is twice a first line width that is a target line width of the patterns and the A method of manufacturing a semiconductor device formed to be equal to the sum of the first distances. 제7항에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들은 상기 제1 선폭을 갖도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 7 , wherein the preliminary mask patterns are formed to have the first line width. 제1항에 있어서, 상기 희생막 패턴들은 상기 패턴들의 목표 이격 거리인 제1 거리보다 넓은 폭을 갖고, 상기 희생막 패턴들의 이격 거리는 상기 패턴들의 목표 선폭인 제1 선폭의 2배와 상기 제1 거리를 합한 것보다 더 작은 거리를 갖도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The sacrificial layer patterns of claim 1 , wherein the sacrificial layer patterns have a width wider than a first distance that is a target separation distance of the patterns, and the spacing distance of the sacrificial layer patterns is twice a first line width that is a target line width of the patterns and the first A method of manufacturing a semiconductor device formed to have a distance smaller than the sum of the distances. 제9항에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들은 상기 제1 선폭보다 좁은 폭을 갖도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.The method of claim 9 , wherein the preliminary mask patterns are formed to have a width narrower than the first line width. 제10항에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴들 사이의 이격 거리는 상기 제1 거리보다 넓게 형성되는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 10 , wherein a distance between the preliminary mask patterns is greater than the first distance. 제9항에 있어서, 상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고 난 후, 상기 마스크 패턴의 양 측벽에 추가 마스크 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 9 , further comprising forming additional mask patterns on both sidewalls of the mask pattern after removing the sacrificial layer patterns and the buried layer. 제12항에 있어서, 상기 추가 마스크 패턴은 상기 마스크 패턴 및 상기 마스크 패턴의 양 측벽에 형성된 추가 마스크 패턴을 포함하는 마스크 구조물의 선폭이 상기 제1 선폭과 동일하게 되도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 12 , wherein the additional mask pattern is formed such that a line width of the mask structure including the mask pattern and additional mask patterns formed on both sidewalls of the mask pattern is the same as the first line width. 제12항에 있어서, 상기 추가 마스크 패턴을 형성하는 것은,
상기 마스크 패턴 및 상기 식각 대상막 상에 컨포멀하게 추가 마스크막을 형성하고; 그리고
상기 추가 마스크막을 이방성 식각하는 것을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 12, wherein forming the additional mask pattern comprises:
forming an additional mask layer conformally on the mask pattern and the etch target layer; and
and anisotropically etching the additional mask layer.
제14항에 있어서, 상기 추가 마스크막은 원자층 적층법으로 형성되는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 14 , wherein the additional mask layer is formed by an atomic layer stacking method. 제1항에 있어서, 상기 식각 대상막 상에 하부 마스크막을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 1 , further comprising forming a lower mask layer on the etch target layer. 식각 대상막 상에 희생막 및 상기 희생막과 선택비를 가지는 물질을 포함하는 상부 마스크막을 형성하고;
상기 희생막 및 상부 마스크막을 패터닝하여, 상기 식각 대상막 상에 제1 방향으로 연장되는 라인 형상의 희생막 패턴들 및 각각의 희생막 패턴들 상에 상부 마스크 패턴을 형성하고;
상기 희생막 패턴 및 상부 마스크 패턴의 적층 구조 및 식각 대상막 상에 컨포멀하게 마스크막을 형성하고;
상기 마스크막 사이의 갭 부위를 채우도록 매립막을 형성하고;
상기 희생막 패턴 상부면이 노출되도록 상기 마스크막의 상부면의 일부가 제거되도록 에치백하여, 제1 라인, 제2 라인 및 상기 제1 및 제2 라인의 하부를 연결하는 연결부를 포함하는 마스크 패턴들을 형성하고, 상기 에치백 공정에서 상기 상부 마스크 패턴의 전부를 제거하고;
상기 희생막 패턴들 및 매립막을 제거하고; 그리고
상기 마스크 패턴의 연결부를 이방성 식각하고, 그 하부의 식각 대상막을 식각하여 패턴들을 형성하는 반도체 소자의 제조 방법.
forming a sacrificial layer and an upper mask layer including a material having a selectivity to the sacrificial layer on the etch target layer;
patterning the sacrificial layer and the upper mask layer to form line-shaped sacrificial layer patterns extending in a first direction on the etch target layer and an upper mask pattern on each of the sacrificial layer patterns;
conformally forming a mask layer on the layered structure of the sacrificial layer pattern and the upper mask pattern and on the etch target layer;
forming a buried layer to fill a gap between the mask layers;
The mask patterns are etched back so that a portion of the upper surface of the mask layer is removed so that the upper surface of the sacrificial layer pattern is exposed, and mask patterns including a first line, a second line, and a connection part connecting lower portions of the first and second lines forming and removing all of the upper mask pattern in the etch-back process;
removing the sacrificial layer patterns and the buried layer; and
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: anisotropically etching a connection portion of the mask pattern; and etching an etch target layer thereunder to form patterns.
삭제delete 삭제delete 제17항에 있어서, 상기 식각 대상막 상에 하부 마스크막을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. The method of claim 17 , further comprising forming a lower mask layer on the etch target layer.
KR1020150006589A 2015-01-14 2015-01-14 Methods of manufacturing semiconductor devices Active KR102327667B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006589A KR102327667B1 (en) 2015-01-14 2015-01-14 Methods of manufacturing semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150006589A KR102327667B1 (en) 2015-01-14 2015-01-14 Methods of manufacturing semiconductor devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160087533A KR20160087533A (en) 2016-07-22
KR102327667B1 true KR102327667B1 (en) 2021-11-17

Family

ID=56681186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150006589A Active KR102327667B1 (en) 2015-01-14 2015-01-14 Methods of manufacturing semiconductor devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102327667B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102460716B1 (en) * 2017-12-26 2022-10-31 삼성전자주식회사 Method of manufacturing integrated circuit device
CN112670245B (en) * 2019-10-15 2022-07-05 长鑫存储技术有限公司 Manufacturing method of semiconductor element
CN113937103B (en) * 2021-08-27 2024-09-27 长鑫存储技术有限公司 Preparation method of contact hole pattern
CN118870807B (en) * 2023-04-23 2025-09-19 长鑫存储技术有限公司 Method for preparing semiconductor structure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752674B1 (en) * 2006-10-17 2007-08-29 삼성전자주식회사 Hard mask pattern formation method of fine pitch and fine pattern formation method of semiconductor device using same
KR100843241B1 (en) 2007-03-29 2008-07-02 삼성전자주식회사 Manufacturing method of semiconductor device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7807575B2 (en) * 2006-11-29 2010-10-05 Micron Technology, Inc. Methods to reduce the critical dimension of semiconductor devices
KR20090047001A (en) * 2007-11-07 2009-05-12 주식회사 하이닉스반도체 Fine Pattern Forming Method of Semiconductor Device Using Spacer
KR101564052B1 (en) * 2009-05-11 2015-10-28 삼성전자주식회사 Semiconductor device and manufacturing method thereof.
JP2011040561A (en) * 2009-08-11 2011-02-24 Tokyo Electron Ltd Method of manufacturing semiconductor device
KR20110087976A (en) * 2010-01-28 2011-08-03 삼성전자주식회사 Method for forming wiring structure for semiconductor device and method for manufacturing nonvolatile memory device using same
KR101658492B1 (en) * 2010-08-13 2016-09-21 삼성전자주식회사 Method for forming fine patterns and method for manufacturing a semiconductor device by using the same
KR20120120666A (en) * 2011-04-25 2012-11-02 에스케이하이닉스 주식회사 Method for manufacturing semiconductor device with side contact
KR101802436B1 (en) * 2011-12-07 2017-11-29 삼성전자주식회사 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752674B1 (en) * 2006-10-17 2007-08-29 삼성전자주식회사 Hard mask pattern formation method of fine pitch and fine pattern formation method of semiconductor device using same
KR100843241B1 (en) 2007-03-29 2008-07-02 삼성전자주식회사 Manufacturing method of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160087533A (en) 2016-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101087835B1 (en) Method of forming fine pattern of semiconductor device
CN103545193B (en) Method for forming fine pattern of semiconductor device using double spacer patterning technology
US10439048B2 (en) Photomask layout, methods of forming fine patterns and method of manufacturing semiconductor devices
US8435876B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US9754785B2 (en) Methods of manufacturing semiconductor devices
TWI571915B (en) Capacitor lower electrode manufacturing method and semiconductor device
US8216938B2 (en) Method for forming semiconductor device
KR102327667B1 (en) Methods of manufacturing semiconductor devices
CN114156268A (en) Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
KR102325201B1 (en) Methods of manufacturing semiconductor devices
KR101536324B1 (en) Method of forming insulating film pattern
US9343477B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
CN110783181B (en) Method for manufacturing semiconductor device
CN111354630B (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
KR20200017100A (en) Semiconductor devices having a resistor structure
CN112259505B (en) Method for forming fin body of semiconductor device
US20250008722A1 (en) Method of forming patterns and method of manufacturing a semiconductor device using the same
TWI722418B (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
US11211386B2 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
CN111916453B (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
KR20230029190A (en) Gate structures and semiconductor devices including the same
TWI518842B (en) Method of fabricating semiconductor device
KR20120057462A (en) Semiconductor device and method for forming the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150114

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20191213

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20150114

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201110

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20210422

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20211018

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211111

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211112

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241024

Start annual number: 4

End annual number: 4