(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記延長ラインは、前記周辺ラインの一端部に連結され、前記パッドの周辺ラインの一端部の幅と同一な幅を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置のパターン構造物。
前記第1周辺ラインは、前記延長ラインに直接連結される一側端部と、前記第1凹部を通じて前記延長ラインに連結される他側端部とを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置のパターン構造物。
前記第1及び第2パッドはそれぞれ、一定の幅を有する第1部分と前記第1及び第2凹部の配置に沿う方向に可変的な幅を有する第2部分を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置のパターン構造物。
前記第1パッドは、前記第1ラインパターンユニットと前記第1周辺ラインの一側端部との間に連結される第1端部と、前記第1ラインパターンユニットと前記第1凹部の一側端部との間に連結される第2端部とを有する連結部を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置のパターン構造物。
第1ラインパターン、前記第1ラインパターンから延長する第1延長ライン、そして前記第1延長ラインに連結され、第1周辺ライン、第1凹部、及び前記第1凹部が前記第1周辺ラインに形成されることにより形成される第1突出部を有する第1パッドとを含む第1パターン構造物と、
前記第1パターン構造物に隣接するように配置され、第2ラインパターン、前記第2ラインパターンから延長する第2延長ライン、そして前記第2延長ラインに連結され、第2周辺ライン、第2凹部、及び前記第2凹部とが前記第2周辺ラインに形成されることにより形成される第2突出部を有する第2パッドとを含む第2パターン構造物と、を具備し、
前記第1凹部は、前記第2凹部と直交する方向に形成されることを特徴とする半導体装置のパターン構造物。
第1方向に配置され、前記第1方向に対して角度を有する第2方向に沿って第1幅を有する第1ラインパターンと、前記第2方向に沿って前記第1ラインパターンから延び、前記第1方向に沿って前記第1幅より広い第2幅を有する第1延長ラインと、前記第1延長ラインの端部上に形成され、前記第2幅より広い第3幅を有する第1パッドと、前記第1パッドの一部から前記第1延長ラインに平行する方向に突出する第1突出部とを含み、コントローラに連結される第1パターン構造物と、
基板上に配置され、第4幅を有する第2ラインパターンと、前記第1方向に沿って前記第2ラインパターンの端部から延び、第5幅を有する第2延長ラインと、前記第2延長ラインの端部上に形成され、第6幅と前記第6幅より狭い第7幅を有する第2パッドと、前記第7幅の第2パッドの一部から前記第2延長ラインに平行する方向に突出する第2突出部とを含み、前記第1パターン構造物に向かい合うように配置され、前記コントローラに連結される第2パターン構造物と、を具備することを特徴とする半導体装置のパターン構造物。
【発明を実施するための最良の形態】
【0058】
以下、添付した図面を参照して本発明の例示的な実施形態に係る半導体装置のパターン構造物と半導体装置のパターン構造物の形成方法を詳細に説明する。本明細書の各図面において、構成要素及び/または、構造物のサイズは本発明の明確性を期するために実際より拡大して示した。
【0059】
本明細書において、第1、第2等の用語が多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素はこのような用語によって限定されるのではなく、用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われる。
【0060】
本明細書で使用する用語は単に特定の実施形態を説明するために使用するもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。 本明細書で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品または、これを組み合わせたのが存在するということを指定しようとするものであって、一つまたは、それ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品または、これを組み合わせたものの存在または、付加の可能性を、予め排除しない。
【0061】
本明細書において、各階(膜)、領域、電極、パターンまたは、構造物が対象物、基板、各階(膜)、領域、電極または、パターンの「上に」、「上部に」または「下部」に形成されると言及される場合には各階(膜)、領域、電極、パターンまたは、構造物が直接、基板、各階(膜)、領域、または、パターン上に形成されたり、下に位置することを意味したり、他の層(膜)、他の領域、他の電極、他のパターンまたは、他の構造物が対象物や基板上に追加的に形成することを意味する。
【0062】
本明細書に開示されている本発明の実施形態に対して、特定の構造的ないし機能的説明は単に本発明の実施形態を説明するための目的で例示されたもので、本発明の実施形態は多様な形態で実施可能で、本明細書に説明された実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明は多様な変更を加えることができ、種々な形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示し、本明細書に詳細に説明したものである。これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むと理解されるべきである。
【0063】
図1は、本発明の実施形態に係るパターン構造物を示す断面図である。
図2は、本発明の実施形態に係るパターン構造物の平面図である。
図3は、
図2に示したパターン構造物の一部を拡大した平面図である。
図1は、
図2のI−I’線に沿って切断した断面図である。
【0064】
図1、
図2、及び
図3を参照すれば、パターン構造物122は、第1パターン122a及び第2パターン122bを含む。第1及び第2パターン122a、122bは、基板100上に互いに平行するように配置される。第1及び第2パターン122a、122bは、基板100の第1部分と基板100の他の部分とを連結させることができる。例えば、前記基板100の第1部分の第1及び第2パターン122a、122bは、内部回路に連結することができ、基板100の第2部分の第1及び第2パターン122a、122bは、外部回路に連結することができる。即ち、本発明の実施形態によれば、第1及び第2パターン122a、122bを有する基板100の第2部分の端子Hが外部回路に連結することができる。
【0065】
第1パターン122aは、第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第1パッドGを含む。第1ラインパターンEは第1幅(例えば、(B)方向に沿った幅)を有することができ、基板100上で第1方向Aに延長することができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの一側端部と連結することができる。第1パッドGは、第1延長ラインFの一側端部に接触することができる。第1パッドGは、第1幅より広い幅を有することができる。第1ラインパターンEの第1幅は、写真エッチング工程の限界幅より小さくすることができる。第1パッドG上には信号伝達のためのコンタクトプラグ(contact plug)を配置することができる。
【0066】
第1延長ラインFは、第1ラインパターンEが延長する第1方向Aと異なった方向に配置することができる。例えば、第1延長ラインFは、第1ラインパターンEが延長する方向に対して直交することができる。即ち、第1延長ラインFは、前記第1ラインパターンEから直角に折り曲げることができる。
【0067】
第1延長ラインFは、第1ラインパターンEより広い幅(例えば、前記(B)方向に沿って)を有することができ、第1延長ラインFの(B)方向に沿った幅は、第1パッドGの幅よりは小さくすることができる。エッチング工程により第1延長ラインF及び第1ラインパターンEを基板100の上に形成する時、相対的にパターン密度が広い第1延長ラインFでエッチングローディング効果(loading effect)を発生させることができる。従って、(B)方向について第1延長ラインFの幅が第1ラインパターンEの(B)方向での幅より広くすることができる。
【0068】
第1パッドGは、第1パッドGの一部から延長する第1突出部124を含む。第1突出部124は、第1延長ラインFの延長方向と実質的に同じ方向に沿って延長することができる。例えば、第1突出部124は(B)方向に沿って第1延長ラインFに対して平行する方向に延長することができる。第1突出部124は第1延長ラインFの幅と実質的に類似の幅(例えば、(B)方向に沿って)を有するライン形状を有することができる。第1パッドGの第1突出部124によりパターン構造物122を容易に確認することができる。即ち、パターン構造物122は第1パッドGの第1突出部124を含む構造的な特徴を有することができる。
【0069】
第2パターン122bは、第1パターン122aと所定の間隔を介して隣接させることができる。即ち、第2パターン122bは、第1パターン122aと所定の間隔で離隔させることができる。第2パターン122bは、第2ラインパターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2ラインパターンE’は、前記第1ラインパターンEと平行するように延び、第1ラインパターンEと第2ラインパターンE’とは(A)方向に延長することができる。
【0070】
第2ラインパターンE’は、第1ラインパターンEの第1幅(例えば、(B)方向に)と実質的に同一であるか、または類似の第2線間幅を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一側端部に連結することができる。第2パッドG’は、第2延長ラインF’の一側端部に接触することができる。第2パッドG’は(B)方向に沿って前記第1幅より広い幅を有することができる。第2パッドG’の幅は、信号伝達のためのコンタクトプラグが配置されるように調節することができる。
【0071】
本発明の実施形態において、前記第2延長ラインF’は、第1ラインパターンEが延長する方向である第1方向と実質的に平行する方向に沿って延長することができる。即ち、第2延長ラインF’は、(A)方向に延長することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’より広い幅(例えば、(B)方向について)を有することができるが、第2パッドG’よりは狭い幅を有するようにすることができる。
【0072】
第2パッドG’は、第2延長ラインF’が延長する方向と実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って折り曲げることができる。第2パッドG’は、例えば、(A)方向について第2パッドG’の一側から突出する第2突出部125を含むことができる。第2突出部125は、第2延長ラインF’と平行するように整列することができる。即ち、第2突出部125と第2延長ラインF’とは(A)方向に沿って互いに平行となるように延長することができる。前記第2突出部125は、第2延長ラインF’から所定の間隔を介して離隔させる(例えば、(B)方向に沿って)ことができる。
【0073】
本発明の実施形態において、第1パターン122aの第1ラインパターンEの他側端部と第2パターン122bの第2ラインパターンE’の他側端部は、それぞれ第1方向(例えば、(A)方向)と他の方向に沿って延長することができる。例えば、ラインパターンEの他側端部と第2ラインパターンE’の他側端部は、第1方向と直交する方向に折り曲げるようにすることができる。即ち、第1ラインパターンEと第2ラインパターンE’とは、(A)方向に沿って延びることができ、(B)方向に垂直するように延長する部分Hを含むことができる。
【0074】
第1ラインパターンE及び第2ラインパターンE’が曲がった端部を有する場合、第1及び第2ラインパターンE、E’の折り曲げられた端部(例えば、H部分)でブリッジパターンを形成することができる。これにより、第1パターン122aと第2パターン122bとの間にショートが発生することを最小化及び/または、防止することができる。
【0075】
第1パターン122aは、第2パターン122bの長さと異なった長さ(例えば、(A)方向に延長するところが)を有することができる。例えば、第1パターン122aの長さは、第2パターン122bの長さに比べて短くすることができる。
【0076】
図4〜
図24は、
図1に示したパターン構造物の形成方法を説明するための平面図及び断面図である。
図4、
図7、
図9、
図11、
図13、
図15、
図17、
図19、
図21、及び
図23はパターン構造物の断面図であり、
図5、
図8、
図10、
図12、
図14、
図16、
図18、
図20、
図22及び
図24はパターン構造物の平面図である。
図4、
図7、
図9、
図11、
図13、
図15、
図17、
図19、
図21及び
図23は、
図5、
図8、
図10、
図12、
図14、
図16、
図18、
図20、
図22及び
図24でI−I'線に沿って部位を切断した断面図である。また、
図6は、犠牲パターン構造物を拡大した断面図である。
【0077】
図4〜
図6を参照すれば、基板100の上にエッチング対象膜102を形成する。エッチング対象膜102は、後続する工程の間下部膜(例えば、エッチング対象膜102の表面に隣接する膜)をエッチングするためのマスクパターンを含むことができる。エッチング対象膜102は、シリコン酸化物と同じ酸化物を含むことができる。例えば、エッチング対象膜102は、BPSG(boro−phosphor silicate glass)、TOSZ(Tonen SilaZane)、HDP−CVD(high density plasma−chemical vapor deposition)酸化物、PE−TEOS(plasma enhanced−chemical vapor deposition)等を含むことができる。
【0078】
エッチング対象膜102の上に犠牲膜(図示せず)を形成する。犠牲膜は第1幅及び第2幅を有するエッチングマスクを形成するためのバッファ膜とすることができる。エッチングマスクの領域により第2幅は第1幅より大きい。犠牲膜は第1物質膜及び第2物質膜を含むことができる。
【0079】
本発明の実施形態において、エッチング対象膜102の上に第1物質膜を形成することができる。第1物質膜はエーシング(ashing)工程及び/またはストリッピング(stripping)工程を通じて容易に除去することができる第1物質を使って形成することができる。第1物質膜は、ポリマを含むことができる。例えば、第1物質膜はスピンオンハードマスク(SOH)または、炭素スピンオンハードマスク(C−SOH)を使って形成することができる。第1物質膜の一部はエッチングマスクとして利用するために、第1物質膜はエッチングマスクとして使うのに十分な厚さを有することができる。
【0080】
第1物質膜上には、第2物質膜を形成することができる。第2物質膜は、窒化物または、酸窒化物を含む第2物質を使って形成することができる。例えば、第2物質膜はシリコン窒化物(SiNx)または、シリコン酸窒化物(SiOxNy)を使って形成することができる。前記第2物質膜はエッチングマスクとして使われずにエッチング対象膜102をエッチングする以前に完全に除去することができる。従って、第2物質膜の厚さは第1物質膜の厚さに比べて薄くすることができる。
【0081】
犠牲膜を写真エッチング工程を通じてパターニングすることによって、犠牲パターン構造物104を形成する。本発明の実施形態において、一つの犠牲パターン構造物104の両側壁に隣接する基板100の上に2つのパターンが形成されることがあるため、犠牲パターン構造物104の数は、基板100の上に形成されるパターン構造物のパターンの数の1/2程度にすることができる。
犠牲パターン構造物104の形状によって、この後、形成されるエッチングマスクの構造が変更されることがあるため、形成しようとするパターン構造物の形状によってそれぞれ異なった形状を有する犠牲パターン構造物104を形成することができる。
【0082】
図4〜
図6に示した通り、犠牲パターン構造物104は、エッチング対象膜102の第1部分上に形成される一つの第1物質膜パターン105aと一つの第2物質膜パターン105bを含むか、または、エッチング対象膜102の第2部分上に形成される追加的な第1物質膜パターン105c、または、追加的な第2物質膜パターン105dを含むことができる。第2物質膜パターン105b、105dは、犠牲パターン構造物104の幅(例えば、(B)方向への幅)に従って異なる厚さ(例えば、(B)方向への厚さ)を有することができる。
【0083】
本発明の実施形態において、第2物質膜上に第1フォトレジストフィルム(図示せず)を塗布する。第1フォトレジスト フィルムは、露光工程及び現象工程を通じてパターニングされて第1フォトレジストパターンが形成される。第1フォトレジスト パターンは中央部と端部を含む。第1フォトレジストパターンの中央部は、ライン形状を有することができ、第1フォトレジストパターンの端部は、中央部の幅より大きい幅(例えば、(B)方向への幅)を有することができる。
【0084】
第1フォトレジストパターンをエッチングマスクで利用して第2物質膜をエッチングして第2物質膜パターン105b、105dを形成する。第2物質膜は異方性エッチング工程を通じてエッチングできる。第2物質膜パターン105b、105dをエッチングマスクとして利用して第1物質膜をエッチングすることによって、第2物質膜パターン105b、105dの下に第1物質膜パターン105a、105cを形成する。第1物質膜は異方性エッチング工程を通じてエッチングできる。一つの犠牲パターン構造物104の第1及び第2物質膜パターン105a、105bはそれぞれ異なる犠牲パターン構造物の第1及び第2物質膜パターン105c、105dの幅より小さい幅(例えば、(B)方向への幅)を有することができる。
【0085】
異方性エッチング工程で犠牲パターン構造物104を形成する時、追加的な第2物質膜パターン105dの幅(例えば、(B)方向への幅)より小さい幅(例えば、(B)方向への幅)を有する第2物質膜パターン105bは、3次元的なエッチング効果によって相対的に広い幅を有する追加的な第2物質膜パターン105dよりエッチング損傷をさらに多く受ける。従って、
図4に示したように、犠牲パターン構造物104の形成後に狭い幅(例えば、(B)方向への幅)を有する第2物質膜パターン105bが減少する。即ち、第2物質膜パターン105bは(B)方向に沿って減少した幅を有することができ、これに伴い、第2物質膜パターン105b、105の間の(B)方向への厚さの差がより増加することができる。その結果、第1及び第2物質膜パターン105a、105b、105c、105dを含む犠牲パターン構造物104の形状によってパターン構造物の形状も変化することができる。
【0086】
本発明の実施形態において、犠牲パターン構造物104は犠牲ライン104a、第1犠牲パッド部104b、及び第2犠牲パッド部104cを含むことができる。犠牲ライン104aは、第1方向(例えば、(A)方向)に沿って延びることができ、第1幅d1を有することができる。第1犠牲パッド部104bは、犠牲ライン104aの端部に連結することができる。第1犠牲パッド部104bは、第1方向に実質的に直交する方向に沿って延長することができる。例えば、第1犠牲パッド部104bは、(B)方向に延長することができる。第1犠牲パッド部104bは犠牲ライン104aの第1幅d1より大きい第2幅d2を有することができる。第2犠牲パッド部104cは、第1犠牲パッド部104bの端部に接触することができる。第2犠牲パッド部104cは、第2幅d2より大きい第3幅d3を有することができる。第2犠牲パッド部104cは所定の間隔で第1犠牲パッド部104bから離隔させることができる。
【0087】
本発明の実施形態において、前記犠牲パターン構造物104の側壁に隣接して2つのエッチングマスクを形成することができる。この場合、エッチングマスクは犠牲ライン104aを除去することによって互いに離隔させることができる。エッチングマスクの間の間隔を減少させるために、犠牲ライン104aの第1幅d1は、写真エッチング工程の限界幅と同一または、類似とすることができる。例えば、犠牲ライン104aの第1幅d1は、約40nm〜60nm程度の範囲とすることができる。
【0088】
本発明の実施形態において、第1犠牲パッド部104bは、ライン形状のエッチングマスクパターン及びパッド形状のエッチングマスクパターンを含むことができる。パッド形状のエッチングマスクパターンは、ライン形状のエッチングマスクパターンと連結することができる。また、第2犠牲パッド部104cも、また他のライン形状のエッチングマスクパターン及び他のパッド形状のエッチングマスクパターンを含むことができる。
【0089】
図6を参照すれば、第1犠牲パッド部104bは、第1予備延長部A及び第1予備パッド部Bを含む。第1予備延長部Aは、第1方向に対して実質的に直交する方向に沿って犠牲ライン104aの端部に連結することができる。即ち、第1予備延長部Aは、(B)方向に沿って犠牲ライン104aの端部に連結することができる。第1予備パッド部Bは、第1予備延長部Aから延長することができる。パッドは、第1予備パッド部Bの上に位置することができる。
【0090】
第2犠牲パッド部104cは、第2予備延長部A’及び第2予備パッド部B’を含む。第2予備延長部A’は、第1方向に対して実質的に平行する方向に沿って第1犠牲パッド部104bの端部から延長することができる。即ち、第2予備延長部A’は(A)方向に沿って第1犠牲パッド部104bの端部から延長することができる。第2予備パッド部B’は第2予備延長部A’から延長することができる。例えば、第2予備パッド部B’は(B)方向に沿って第2予備延長部A’から延長することができる。第2予備パッド部B’の上には追加的なパッドが位置することができる。
【0091】
本発明の実施形態において、第1予備パッド部Bは、第2予備パッド部B’と実質的に同一であるか、または、類似のサイズを有することができる。また、第1及び第2予備パッド部B、B’は、それぞれこれらの上部に提供されるパッドと実質的に同一、または、類似のサイズを有することができる。第1及び第2予備延長部A、A’のうち、少なくとも一つは第1方向(例えば、(A)方向)に対して垂直するように折られたり、または、第1方向に対して所定の角度を有しながら折り曲げられる形状を有することができる。
【0092】
第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの他側端部は、前記第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って曲がった形状を有することができる。また、犠牲ライン104aの他側端部は第1方向(例えば、(A)方向)に対して所定の角度を有する方向に沿って折り曲げることができる。即ち、犠牲ライン104aの両端部は、互いに異なった方向に沿って延長することができる。
【0093】
本発明の実施形態において、第1予備パッド部104b(第1予備延長部A)の端部の幅は、犠牲パターン構造物104の両側壁に隣接する2つのエッチングマスクの間の距離に対応することができる。即ち、第1及び第2予備延長部A、Bの幅は、それぞれw1とすることができる。従って、第1予備パッド部104bの端部はエッチングマスクの端部間にショート(short)が発生することを最小化及び/または防止できる幅を有することができる。例えば、犠牲ライン104aの端部は、第1幅d1より大きい幅(例えば、
図5に示した幅d4)を有することができる。
【0094】
図7及び
図8を参照すれば、犠牲パターン構造物104及びエッチング対象膜102のプロファイルについてスペーサ形成膜108を形成する。即ち、スペーサ形成膜108は、犠牲パターン構造物104とエッチング対象膜102の上にコンフォーマルに(conformally)形成することができる。
【0095】
スペーサ形成膜108は、例えば、シリコン酸化物と同じ酸化物を使って形成することができる。スペーサ形成膜108は、後続して形成されるエッチングマスクの厚さと実質的に同一であるか、または、類似の厚さ(例えば、(B)方向への厚さ)を有することができる。例えば、スペーサ形成膜108は、写真エッチング工程の限界幅より小さい厚さを有することができる。
【0096】
図9及び
図10を参照すれば、スペーサ形成膜108の上に第2フォトレジストフィルムを塗布し、第2フォトレジストフィルムに露光工程及び現象工程を実行する。これによって、スペーサ形成膜108の上に第2フォトレジストパターン110が形成される。本発明の実施形態において、追加的な写真エッチング工程なしで、2回の写真エッチング工程のみを実行してパターン構造物を形成することができる。
【0097】
第2フォトレジストパターン110は、犠牲パターン構造物104の間に位置するスペーサ形成膜108の一部を選択的に露出させる第1開口112を含む。例えば、第1開口112は、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの間のスペーサ形成膜108の一部を露出させることができる。この場合、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cが位置する部分の下のスペーサ形成膜108の一部を第2フォトレジストパターン110に形成された第1開口112を通じて露出させることができる。
【0098】
本発明の実施形態において、第2フォトレジストパターン110の第1開口112の側壁から犠牲パターン構造物104の犠牲ライン104a端部までの距離d5を、少なくとも約30nmないし100nm程度とすることができる。第1開口112の側壁と犠牲パターン構造物104との間の距離が、所定の距離以下の場合、ミス−アラインメントによって不良が発生することができる。前記第1開口112の側壁と前記犠牲パターン構造物104との間の距離が所定の距離以上の場合、微細パターンが互いに連結されて隣接する微細パターンの間にショート不良が発生する。
【0099】
また、第2フォトレジストパターン110は第1及び第2犠牲パッド部104b、104cに対向する犠牲ライン104a端部側壁に隣接して位置するスペーサ形成膜108の他の部分を露出させる。
図11及び
図12を参照すれば、第2フォトレジストパターン110をエッチングマスクで利用して露出したスペーサ形成膜108及び犠牲パターン構造物104を部分的にエッチングする。
【0100】
第2フォトレジストパターン110を利用する各工程において、犠牲ライン104aの反対側の第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの端部上に位置するスペーサ形成膜108の一部がエッチングされることによって、スペーサ形成膜108を少なくとも2部分で分離することができる。また、犠牲パターン構造物104の第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの間に位置する第1開口112から第2開口114を形成することができる。この場合、第2開口114を通じて犠牲パターン構造物104の部分的にエッチングされた側壁を露出することができる。犠牲パターン構造物104の他の部分はスペーサ形成膜108によりカバーされるため、犠牲パターン構造物104の他の部分は露出させないことができる。
【0101】
図13及び
図14を参照すれば、スペーサ形成膜108から第2フォトレジストパターン110を除去する。第2フォトレジストパターン110は、アッシング工程及び/またはストリッピング工程を通じて除去することができる。
第2フォトレジストパターン110を除去する工程において、前記第2開口114の側壁と犠牲ライン104a端部で露出する犠牲パターン構造物104の第1物質膜パターン105aが第1フォトレジストパターン110と共に除去される。
【0102】
第1物質膜パターン105aが第2フォトレジストパターン110とエッチング特性が類似の有機ポリマ物質からなる場合、第2フォトレジストパターン110を等方性エッチング工程で除去する間に、第2フォトレジストパターン110と共に第1物質膜パターン105aも部分的に除去される。
【0103】
第1物質膜パターン105aが部分的に除去される場合、第2開口114の下部側壁にグルーブ(groove)または、リセス(recess)130が生成され、これに伴い、第2開口114の下部の幅が第1開口112の上部幅に比べて大きくなる。一方、第2フォトレジスト パターン110を除去する間に、第2物質膜パターン105b、105cは除去されない。
【0104】
第2フォトレジストパターン110を除去した後、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの下部が互いに分離する。即ち、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの間に位置する第1物質膜パターン105aが部分的に除去され、これに伴い、第2開口114の下部側壁を通じて犠牲ライン104aの両端部に隣接するスペーサ形成膜108の部分が露出する。
【0105】
第1物質膜パターン105aを部分的に除去する時、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第1及び第2予備延長部A、A’の下部をそれぞれ除去することができる。しかし、パッドが形成される部位の第1及び第2予備パッド部B、B’はエッチングされないようにできる。
第2フォトレジストパターン110を除去する間、第2物質膜パターン105dはエッチングされないため、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの上部は互いに分離されないことがある。
【0106】
図15及び
図16を参照すれば、スペーサ形成膜108(
図14参照)をエッチングして第1及び第2スペーサ108a、108bを形成する。第1及び第2スペーサ108a、108bは、異方性食刻工程を利用して形成することができる。第1及び第2スペーサ108a、108bは、犠牲パターン構造物104の両側壁上に位置させることができる。
【0107】
第2開口114でスペーサ形成膜108が、すでに除去されたため、第2開口114の側壁(
図14参照)には第1及び第2スペーサ108a、108bが形成されない。従って、一つの犠牲パターン構造物104の両側壁には2個のスペーサ108a、108bを形成することができる。ここで、第1及び第2スペーサ108a、108bの端部は互いに分離することができる。また、2個のスペーサ108a、108bのうちの一つのスペーサ(例えば、第1スペーサ108a)は第1犠牲パッド部104bの側壁を包むことができるが、残りスペーサ(例えば、第2スペーサ108b)は、第2犠牲パッド部104cの側壁を包む形状を有することができる。
【0108】
図17及び
図18を参照すれば、第1及び第2犠牲パッド部104b、104c(例えば、
図5に示した第1及び第2犠牲パッド部104b、104c参照)に含まれる第2物質膜パターン105dを残留させ、第1幅を有する犠牲ライン104aに含まれる第2物質膜パターン105bを除去する。
【0109】
上述のように、第1幅を有する犠牲ライン104a(
図5参照)に含まれる第2物質膜パターン105bは、相対的は小さい厚さを有することができる反面、前記第1及び第2犠牲パッド部104b、104c(
図5参照)に含まれる第2物質膜パターン105dは相対的に大きい厚さを有することができる。従って、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第2物質膜パターン105dを残留させながら犠牲ライン104aの第1物質膜パターン105bを別途のエッチングマスクなしで、エッチング工程の時間を調節して除去することができる。
【0110】
図19及び
図20を参照すれば、第2物質膜パターン105bの除去後で露出する第1物質膜パターン105aを除去する。しかし、残留する第2物質膜パターン105dの下の第2物質膜パターン105cは露出しないため、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第1物質膜パターン105cはエッチングされない。第1物質膜パターン105aは異方性エッチング工程を通じて除去することができる。
【0111】
本発明の実施形態において、犠牲ライン104aに含まれる第1物質膜パターン105aが除去されて、第1及び第2スペーサ108a、108bの間にギャップ(gap)を生成することができる。一方、残留する第2物質膜パターン105dが第2物質膜パターン105cをカバーするため、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第1物質膜パターン105cは除去されない。
【0112】
本発明の実施形態において、第1及び第2予備延長部A、A’に対応する第2物質膜パターン105dは、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cに残留する。従って、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの下部は互いに分離させることができる。第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第1及び第2予備パッド部B、B’は、第1及び第2物質膜パターン105c、105dでカバーされて、第1及び第2予備パッド部B、B’の側壁を囲むように第1及び第2スペーサ108a、108bを残留させることができる。
【0113】
図21及び
図22を参照すれば、残っている第2物質膜パターン105dを除去する。第2物質膜パターン105dがエッチングされると、基板100の上に形成されたエッチング対象膜102の上にエッチングマスク構造物120が提供される。
エッチングマスク構造物120は、第1スペーサ108a、第2スペーサ108b、第1パッドマスクパターン118a、及び第2パッドマスクパターン118bを含むことができる。第1及び第2パッドマスクパターン118a、118bは第1及び第2スペーサ108a、108bの端部に接触することができる。
【0114】
本発明の実施形態において、エッチングマスク構造物120は犠牲パターン構造物104の形状に対応する構成を有することができる。エッチング構造物120において、微細な幅を有する前記第1及び第2スペーサ108a、108bを実質的に互いに平行するように配置することができる。
【0115】
第1及び第2スペーサ108a、108bは、それぞれライン形状及び/または四角形の形状を有することができる。第1及び第2スペーサ108a、108bは、互いに所定の間隔で離隔させることができる。第1及び第2パッドマスクパターン118a、118bは、残留する第1物質膜パターン105cからなることができる。パッドは第1及び第2パッドマスクパターン118a、118bの上に提供させることができる。
【0116】
図22に示した通り、第1スペーサ108aは第1パッドマスクパターン118aの側壁を包むことができ、第1パッドマスクパターン118aの側部から突出させることができる。第2スペーサ108bは、第2パッドマスクパターン118bの側壁を包むことができ、第2パッドマスクパターン118bの側部から突出させることができる。
【0117】
第1及び第2スペーサ108a、108bの突出部Pは、第2フォトレジストパターン110を除去する間、第1及び第2スペーサ108a、108bを残留させながら第2開口114を通じて露出した第1物質膜パターン105aから形成させることができる。即ち、第1及び第2スペーサ108a、108bの突出部Pは、除去された第1物質膜パターン105aの厚さに相応する高さで(B)方向に沿って突出することができる。
【0118】
本発明の実施形態において、第2フォトレジストパターン110を除去する時、第1及び第2犠牲パッド部104b、104cの第1及び第2予備延長部A、A’に該当する第1物質膜パターン105aを部分的に除去することができる。従って、突出部Pは、それぞれ第1及び第2予備延長部A、A’(
図6参照)に対して平行するように形成することができる。また、第1及び第2予備延長部A、A’の長さ((A)方向に)は第2フォトレジストパターン110を除去する時、犠牲ライン(104a)の除去された第1物質膜パターン105aの幅((B)方向に)と実質的に同一であるか、または、より大きくすることもできる。
【0119】
本発明の他の実施形態において、第1及び第2スペーサ108a、108bに対向する第1及び第2パッドマスクパターン118a、118bの端部は第1方向に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)について曲がるか、または、第1方向に対して所定の角度で折り曲げることができる。
【0120】
第1及び第2スペーサ108a、108bの端部の周辺にはパターンがないため、第1及び第2スペーサ108a、108bの端部でエッチングローディング効果はほとんど発生しない。このようなエッチングローディング効果は、後続するエッチング工程の間、第1及び第2スペーサ108a、108bの端部の下に位置するエッチング対象膜102においてより増加させることができる。つまり、前述したエッチングローディング効果によって第1及び第2スペーサ108a、108bの端部でエッチング対象膜102の一部が増加した幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。
【0121】
エッチング対象膜102の一部が増加した幅を有する場合、エッチング対象膜102の拡張された部分でブリッジ不良が発生する。しかし、上述のように、第1及び第2パッドマスクパターン118a、188bに対向する第1及び第2スペーサ108a、108bの端部が第1方向(例えば、(A)方向)から折り曲げられる形状(例えば、(B)方向に)を有するため、エッチング対象膜102から形成されるパターン構造物にブリッジ不良が発生することを減少させることができる。
【0122】
図23及び
図24を参照すれば、エッチングマスク構造物120を利用してエッチング対象膜102をエッチングすることによって、基板100の上に望むパターン構造物を形成する。パターン構造物は、第1パターンユニットまたは第1パターン122aと、第2パターンユニットまたは第2パターン122bとを含む。第1パターン122aと第2パターン122bとは互いに平行になるように配列することができる。
【0123】
本発明の実施形態において、パターン構造物の第1パターン122aは第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第2パッドGを含む。第1ラインパターンEは、前記第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1ラインパターンEは、第1幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの一端部に連結することができる。
【0124】
第1パッドGは、第1ラインパターンEの一端部に接触することができる。第1パッドGは、第1幅より広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第1パッドGは、第1パッドGの側部から延びる突出部P1を含むことができる。第1パッドGに対向するラインパターンEの他の端部H1は第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って折り曲げることができる。
【0125】
第1パッドGの突出部P1は、第1及び第2スペーサ108a、108bとともにエッチング対象膜102の一部をマスキング(masking)することで形成することができる。また、第1延長ラインFも第1及び第2スペーサ108a、108bとともにエッチング対象膜102の一部をマスキングすることで形成することができる。従って、第1パッドGの突出部P1は第1延長ラインFの幅と実質的に同一であるか、または、類似の幅を(例えば、(B)方向に沿って)有することができる。また、第1パッドGの突出部P1と第1延長ラインFの幅(例えば、(B)方向に沿って)は、それぞれエッチングローディング効果によって第1及び第2スペーサ108a、108bの幅よりは広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。
【0126】
パターン構造物の第2パターン122bは、第1ライン パターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2パターン122bの第2ラインパターンE’は、第1パターン122aの第1ラインパターンEに隣接するように配置することができる。第2ラインパターンE’は第1ラインパターンEに対して平行となるように延びることができる。第2ラインパターンE’は、第1幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。
【0127】
第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一端部と連結することができる。第2パッドG’は、第2ライン パターンE’の一端部に接触することができる。第2パッドG’は、第1幅より広い幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができる。第2パッドG’は第2パッドG’の側部から突出する突出部を含むことができる。第2パッドG’に対向する第2ラインパターンE’の他の端部H2は第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って折り曲げることができる。
【0128】
第1延長ラインFと第1ラインパターンEとが第1及び第2スペーサ108a、108bとエッチング対象膜102の部分のマスキングによって形成されるが、エッチングローディング効果によって第1延長ラインFは第1ラインパターンEの幅とは異なる幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。マスク構造物120を利用してエッチング対象膜102をエッチングする時、第2ラインパターンE’が第1ラインパターンEに非常に近接するように形成されることがあるので、第1及び第2ラインパターンE、E’の間の増加したパターン密度に起因してエッチングローディング効果が減少することがある。しかし、第1延長ラインFが所定の間隔で第2延長ラインF’から離隔させることができるため、第1及び第2延長ラインF、F’の間の相対的に低いパターン密度によってエッチングローディング効果を増加させることができる。従って、第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの幅より広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。エッチングローディング効果はパターンの幅にそれほど影響を及ぼさないため、第1延長ラインFの幅(例えば、(B)方向に)は第1パッドGの幅より狭くすることができる。
【0129】
上述のエッチングローディング効果において、第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の幅より広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。また、第2延長ラインF’の幅は、第2パッドG’の幅より小さくすることができる。
【0130】
図13〜
図24を参照して説明した通り、追加的な写真エッチング工程を伴わないで複数の膜が継続してエッチングできる。従って、
図13〜
図24を参照して説明した工程は真空状態を断絶しないでイン−シチュー(in-situ)で進行することができる。
上述の通り、追加的な写真エッチング工程を伴わずに半導体装置のパターン構造物を形成できるため、半導体装置の製造に必要とされる費用と工程時間とを減少させることができ、パターン構造物の不良を減少させることができる。
【0131】
本発明の実施形態によれば、微細パターンとパッドとを含むパターン構造物を向上した信頼性で2回の写真エッチング工程のみを通じて形成することができる。例えば、パターン構造物は、微細パターンと、微細パターンの幅より広い幅を有するパッドとを含むことができる。微細パターンとパッドとを同時に形成できるので、微細パターンとパッドとの間のミス−アラインメントを最小化及び/または、防止することができる。
【0132】
以下、添付図面を参照して複数の微細パターンを含むパターン構造物アレイを説明する。パターン構造物アレイの微細パターンらはそれぞれ
図1〜
図24を参照して説明した第1パターン及び/または第2パターンと実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。
【0133】
図25は本発明の実施形態によって
図1及び
図2に示した第1及び第2パターンと実質的に同じ形状を有する微細パターンが交互的に反復配置された微細パターンアレイを示す平面図である。
図25に示すように、パターン構造物は複数の第1パターン122a及び複数の第2パターン122bを含む。第1パターン122aは、それぞれ
図1及び
図2を参照して説明した第1パターンと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができ、各第2パターン122bはそれぞれ
図1及び
図2を参照して説明した第2パターンと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0134】
第1及び第2パターン122a、122bは、それぞれお互い平行するように配置することができる。第1及び第2パターン122a、122bは、互いに異なる長さを有することができるが、第1及び第2パターン122a、122bは、それぞれ同じ形状を有することができる。例えば、第1及び第2パターン122a、122bのラインパターンEは、互いに異なる長さを有することができる。
【0135】
本発明の実施形態において、第1パターン122aは、それぞれ奇数番目行に配置することができ、第2パターン122bは、それぞれ偶数番目行に配置することができる。
パターン構造物アレイにおいて、第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)についてパターン構造物の中央部に配置される第1及び第2パターン122a、122bは、それぞれ相対的に長い長さを有することができる。他の第1及び第2パターン122a、122bはそれぞれパターン構造物の中央部からパターン構造物アレイの境界に向かって順次的に増加する長さを有することができる。
【0136】
第1方向(例えば、(A)方向)に対して直交する方向(例えば、(B)方向)についてパターン構造物の中央部に配置されたパターン122a、122a’を中心に第1及び第2パターン122a、122bは互いに対称となるように配置することができる。
【0137】
ラインパターンEとパッドGとの間にショートが発生しないように第1及び第2パターン122a、122bのラインパターンEを第1及び第2パターン122a、122bのパッドGに対して整列することができる。ラインパターンEとパッドGとの間のショートを最小化及び/または、防止するために、第1方向(例えば、(A)方向)と直交する方向(例えば、(B)方向)にパターン構造物の中心部に配置されるパターン122a、122a’のラインパターンE及びパッドGが隣接する第1及び第2パターン122a、122bのラインパターンE及びパッドGに比べてさらに突出させることができる。
【0138】
ラインパターンE及びパッドGに対向する第1及び第2パターン122a、122bの端部もこれらの間でショートが発生しないように整列する。第1及び第2パターン122a、122bの端部の間のショートを考慮して、第1方向(例えば、(A)方向)と垂直する方向(例えば、(B)方向)についてパターン構造物の中心部に配置される第1及び第2パターン122a、122bの一端部を隣接する第1及び第2パターン122a、122bに比べてさらに突出させることができる。
【0139】
本発明の実施形態において、
図25に示したパターン構造物アレイは
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または実質的に類似する工程を通じて形成することができる。例えば、
図25に示したパターン構造物アレイを形成するために互いに異なる長さを有する複数の犠牲パターン構造物をエッチング対象膜上に形成することができる。
【0140】
以下において、
図25に示したパターン構造物アレイの形成方法を添付した図面を参照して説明する。
図26及び
図27は、
図25に示したパターン構造物アレイの形成方法を説明するための平面図である。
【0141】
図26を参照すれば、基板上に位置するエッチング対象物(object)の上に複数の犠牲パターン構造物154を形成する。犠牲パターン構造物154は互いに異なる長さを有することができる。犠牲パターン構造物154はそれぞれ犠牲ライン154a、第1犠牲パッド部154b、及び第2犠牲パッド部154cを含む。
【0142】
犠牲パターン構造物154のうち、犠牲パターン構造物154の延長方向(例えば、(A)方向)に対して垂直する方向(例えば、(B)方向)に沿ってエッチング対象物の中心部に配置される犠牲パターン構造物154が最も長い長さを有することができる。また、他の犠牲パターン構造物154は、エッチング対象物の中心部に配置された犠牲パターン構造物154を基準として互いに対称となるように配置することができる。
【0143】
図27を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、実質的に類似の工程を通じて、エッチング対象物上にエッチングマスク構造物180を形成する。
【0144】
図27において、参照符号160は、
図9及び
図10を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行する時、第2フォトレジストパターンを通じて露出する犠牲パターン構造物154の部分を示す。第2フォトレジストパターンを形成した後、露出の部分の下の犠牲パターン構造物154をエッチングすることによって、パッドに対向する犠牲パターン構造物154のラインパターンが互いに分離でき、これに伴い、一つの犠牲パターン構造物154に2つの各パッドマスクパターン148a、148bを定義することができる。エッチングマスク構造物180を構成するスペーサ158a、158bは犠牲パターン構造物154のラインパターン及び突出部Pを形成するためのマスクとして提供される。
【0145】
エッチングマスク構造物180を利用して、エッチング対象物、例えば、エッチング対象膜をエッチングすることによって、
図27を参照して説明したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、類似の構成を有するパターン構造物アレイを形成することができる。
【0146】
本発明の実施形態によれば、パターン構造物アレイは、半導体メモリ装置のゲート電極及び/または、ワードラインで提供されることができる。例えば、パターン構造物アレイは、NANDフラッシュメモリ装置のワードラインに提供することができる。
【0147】
図28は本発明の実施形態に係るNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの回路図である。
図29は、
図1及び
図2に示したパターン構造物を含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの平面図である。
図30は、
図1及び
図2に示したパターン構造物を含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの断面図である。
【0148】
図28を参照すれば、基板のセル領域にはNANDフラッシュメモリ装置の単位セルが備わる。NANDフラッシュメモリ装置において、基板のセル領域に形成されるそれぞれのセルストリング(string)は複数のワードライン(WL1、WL2、WL3、・・・、WLm)を含む。一般的に一つのストリングには、32つのワードラインを配置することができる。ワードライン(WL1、WL2、WL3、・・・、WLm)と連結される単位セル トランジスタが備わる。
【0149】
複数のワードライン(WL1、WL2、WL3、・・・、WLm)のうち、最外郭のワードライン(例えば、WL1)の一方側に隣接してセル選択ラインSSLを配置することができ、最外郭のワードライン(例えば、WL1)の他側に隣接してグラウンド選択ラインGSLを配置することができる。セル選択ラインSSL及びグラウンド選択ラインGSLと電気的に連結されるセル選択トランジスタ及びグラウンド選択トランジスタをそれぞれ配置することができる。
【0150】
セル選択トランジスタの不純物領域はビットライン(bit Line)と連結することができ、グラウンド選択トランジスタの不純物領域は共通ソースラインGSLと連結することができる。共通ソースラインCSLは、ワードライン(WL1、WL2、WL3、・・・、WLm)が延びる方向に配置される他のストリングを互いに連結させながら延びることができる。本発明の実施形態において、一つの共通ソースラインCSLを基準としてセル ストリングを互いに対称的に配置することができる。
【0151】
NANDフラッシュメモリ装置の単位セルの動作をコントロールするためにコントロールデコーダが備わる。
図28に示したNANDフラッシュメモリ装置のセル回路は、例えば、単結晶シリコン基板のような半導体基板上に具現することができる。
【0152】
図30及び
図31を参照すれば、基板はアクティブ領域と素子分離領域とを含むことができる。NANDフラッシュメモリ装置の多様な構成要素がアクティブ領域に形成され、素子分離領域はアクティブ領域の構成要素を隣接するアクティブ領域の構成要素と電気的に分離させることができる。
【0153】
アクティブ領域にはアクティブパターン350を提供することができる。アクティブパターン350は、それぞれライン形状を有することができ、第2方向(例えば、(B)方向)に延びることができる。アクティブパターン350は、アクティブ領域に反復的に配置することができる。本発明の実施形態において、アクティブパターン350はそれぞれ写真エッチング工程の限界幅と実質的に同一であるか、または、類似の狭い幅を有することができる。アクティブパターン350の間には、トレンチ(trench)が備わることができ、トレンチの内部には素子分離膜パターン352をそれぞれ配置することができる。
【0154】
アクティブパターン350の上にはセルトランジスタ354、ワードライン360、及び選択トランジスタ356が提供される。
セルトランジスタ354は、トンネル酸化膜パターン360a、フローティングゲート360b、誘電膜パターン360c及びコントロールゲート360を含む。トンネル酸化膜パターン360aは、アクティブパターン350上に形成される。フローティングゲート360bは、隣接するフローティングゲートから孤立させることができる。
【0155】
本発明の実施形態において、複数のフローティングゲートをトンネル酸化膜パターン360a上で互いに所定の間隔で配列することができる。フローティングゲート360a上には誘電膜パターン360cが形成される。誘電膜パターン360c上にはコントロールゲート360が位置する。コントロールゲート360はライン形状を有することができ、第1方向に対して実質的に垂直した第2方向に沿って延びることができる。コントロールゲート360はその間に誘電膜パターン360cを介してフローティングゲート電極360bに対向することができる。複数のコントロールゲートをフラッシュメモリ装置のワードライン360として使用することができる。
【0156】
本発明の実施形態において、ワードライン360は、それぞれ前述した一つまたは、多様な構成を有するパターン構造物アレイの構造を有することができる。
図29及び
図30に示した通り、ワードライン360は、それぞれ
図25を参照して説明したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、実質的に類似の構成を有することができる。
【0157】
ワードライン360は、それぞれ写真エッチング工程の限界幅より小さい幅を有することができる。また、ワードライン360の間の間隔も写真エッチング工程の限界幅より小さくすることができる。各ワードライン360の一端部には所定の幅を有するパッド361を連結することができる。パッド361上には第1コンタクトプラグ368aを備えることができる。従って、第1コンタクトプラグ368aは、各ワードライン360に電気的に連結することができる。
【0158】
選択トランジスタ356は、それぞれゲート酸化膜及びゲート電極362を含む。ゲート酸化膜はアクティブパターン350上に形成される。ゲート酸化膜はシリコン酸化物などの酸化物を含むことができる。ゲート電極362は、ライン形状を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。選択トランジスタ356のゲート電極362はセルトランジスタのコントロールゲート360(即ち、ワードライン)の幅より広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。選択トランジスタ356のゲート電極362が所定の幅以上の幅(例えば、(B)方向に)を有する場合、ゲート電極362上に第2コンタクトプラグ368bを備えることができる。従って、選択トランジスタ356のゲート電極362は、第2コンタクトプラグ368bのための別途のパッドを必要としない場合がある。
【0159】
本発明の実施形態において、選択トランジスタ356のゲート電極362とセルトランジスタのコントロールゲート360との間の離隔距離は、セルトランジスタの隣接するコントロール ゲート360の間の離隔距離と実質的に同一であるか、または類似とすることができる。即ち、選択トランジスタとセルトランジスタとの間の離隔距離が所定の距離以下であるため、フラッシュメモリ装置が向上した集積度を有することができる。
【0160】
以下、添付した図面を参照して
図29及び
図30に示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法を説明する。
図31〜
図34、
図35及び
図37は、
図29及び
図30に示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法を説明するための断面図である。
図36及び
図38は
図29及び
図30に示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法を説明するための平面図である。
【0161】
図31を参照すれば、基板400上にトンネル酸化膜402を形成する。トンネル酸化膜402は基板400を熱酸化させて形成することができる。例えば、トンネル酸化膜402はシリコン酸化物と同じ酸化物を含むことができる。
トンネル酸化膜402上に第1ゲート電極膜404を形成する。第1電極膜404は低圧化学気相蒸着工程LPCVDを通じて形成されたポリシリコンを含むことができる。第1ゲート電極膜404は、後続工程を通じてフローティングゲートとして提供することができる。
【0162】
第1ゲート電極膜404上にハードマスクパターン406を形成する。ハードマスクパターン406は、シリコン酸化物と同じ酸化物を使って形成ることができる。ハードマスク パターン406は、アクティブ領域及び素子分離領域の少なくとも一部を形成するためのエッチングマスクとして使うことができる。ハードマスクパターン406はライン形状を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に対して垂直した第2方向(例えば、(B)方向)に沿って延びることができる。
【0163】
本発明の実施形態において、第1ゲート電極膜404上にハードマスク膜(図示せず)を形成した後、ハードマスク膜を写真エッチング工程やその他の適切な工程を通じてエッチングしてハードマスクパターン406を形成することができる。本発明の他の実施形態によれば、ハードマスクパターン406は、写真エッチング工程を含むダブルパターニング工程を利用して形成することができる。
【0164】
図32を参照すれば、ハードマスクパターン406をエッチングマスクとして利用して、第1ゲート電極膜404、トンネル酸化膜402及び基板400の一部をエッチングして基板400上にトレンチを形成する。トレンチの内部を絶縁物質で満たすと、トレンチ内にそれぞれ素子分離膜パターン350が形成される。従って、基板400はアクティブ領域及び素子分離領域に区分することができる。
【0165】
図33及び
図34を参照すれば、第1ゲート電極膜404及び素子分離膜パターン350上に、誘電膜412と第2ゲート電極膜414とを形成する。
第2ゲート電極膜414上にハードマスク形成膜416を形成する。ハード マスク形成膜416はエッチング対象膜として提供することができる。
【0166】
図35及び
図36を参照すれば、ハードマスク形成膜416上に犠牲パターン構造物370を形成する。犠牲パターン構造物370は、それぞれ第1方向(例えば、(A)方向)に対して直交する第2方向(例えば、(B)方向)に沿って延びることができる。犠牲パターン構造物370は、セルトランジスタのコントロールゲート及び選択トランジスタのゲート電極を形成するためのエッチングマスクとして提供することができる。セルトランジスタのコントロールゲートはフラッシュメモリ装置のワードラインとして機能することができる。
【0167】
犠牲パターン構造物370は、第1犠牲パターン構造物372及び第2犠牲パターン構造物374を含む。第1犠牲パターン構造物372は、コントロールゲートを形成するのに使われ、第2犠牲パターン構造物374は、選択トランジスタのゲート電極を形成するために利用することができる。第2犠牲パターン構造物374は、相対的に広い幅を有することができる。
【0168】
ゲート電極は、それぞれコントロールゲートより相対的に広い幅を有することができる。第2犠牲パターン構造物374は、最外郭に配置されている第1犠牲パターン構造物372に隣接して配置することができる。第1犠牲パターン構造物372は、それぞれ
図4〜
図6を参照して説明した犠牲パターン構造物と実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0169】
第2犠牲パターン構造物374は、それぞれ第1犠牲パターン構造物372に比べて広い幅を有することができる。第2犠牲パターン構造物374は、第1犠牲パターン構造物372に対して平行となるように配列することができる。本発明の実施形態において、第1犠牲パターン構造物372の間の離隔距離d1と第1及び第2犠牲パターン構造物372、374の間の離隔距離d2とが実質的に同一であるように調節することができる。
【0170】
図37及び
図38を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、エッチングマスク380を形成する。
図38において、参照符号382は、
図9を参照して説明した工程を実行する時、第2フォトレジストパターンを通じて露出する部分を示す。エッチングマスク380の露出の部分が除去される時、パッドの部分に対向するラインパターンが互いに分離でき、パッドの部分を定義することができる。
【0171】
図37に図示した通り、第2犠牲パターン構造物374が相対的に広い幅を有するため、第2犠牲パターン構造物374の第1物質膜パターン369は、エッチングマスク380上に残留する。
エッチングマスク380を利用して、第2ゲート電極414膜、誘電膜412及び第1ゲート電極膜404を次々とエッチングすることによって、セルトランジスタのコントロールゲートパターン360及び選択トランジスタのゲートパターン362を形成する。また、コントロールゲートパターン360の下に誘電膜パターン360c及びフローティングゲートパターン360bが形成される。コントロールゲートパターン360とゲート電極362は、それぞれ
図29及び
図30を参照して説明したのと実質的に同一であるか、または、類似の構造を有することができる。
【0172】
コントロールゲートパターン360及びゲートパターン362を覆う層間絶縁膜(図示せず)を形成する。層間絶縁膜を部分的にエッチングした後、層間絶縁膜を貫通して第1コンタクトプラグ368a及び第2コンタクトプラグ368bを形成する。第1コンタクトプラグ368aは、コントロールゲートパターン360のパッド部に連結することができる。第2コンタクトプラグ368bはゲートパターン362に直接接触することができる。
【0173】
本発明の実施形態において、2回の写真エッチング工程のみでセルトランジスタのコントロールゲートと選択トランジスタのゲート電極とを形成することができる。この場合、コントロールゲートはそれぞれ微細パターンと所定のサイズを有するパッドの部分を具備することができる。パッドの部分は微細パターンの一端部に連結することができる。ゲート電極はそれぞれコントロールゲートに比べて相対的に広い幅を有することができる。
【0174】
本発明の実施形態によれば、別途の写真エッチング工程を実行せずに、フラッシュメモリ装置のコントロールゲートとパッドパターンとを同時に形成することができるため、コントロールゲートとパッドパターンとの間にミス−アラインメントが発生することを最小化及び/または、防止することができる。従って、コントロールゲートとパッドパターンとを含むフラッシュメモリ装置の不良を防止することができる。
【0175】
図39は本発明の他の実施形態に係るパターン構造物アレイを示す平面図である。
図39に示したパターン構造物アレイは、
図25を参照して説明したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。例えば、
図39のパターン構造物アレイの第1パターン及び第2パターンは
図25を参照して説明した第1パターン及び第2パターンと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。しかし、
図39の第1及び第2パターンの端部は、
図25の第1及び第2パターンらの端部と異なる。
【0176】
図39に示したように、パターン構造物アレイは第1パターン123aと第2パターン123bとを含む。第1パターン123aは、それぞれ第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第1パッドGを含む。第1ラインパターンEは、第1幅を有することができ、第1方向に沿って延びることができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの一端部に連結することができる。第1パッドGは、第1延長ラインFの一端部と連結され、第1幅より広い幅を有することができる。
【0177】
第1パターン123aに含まれる第1パッドGと第1延長ラインFは、
図25を参照して説明した第1パターンのパッド及び延長ラインと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。しかし、第1パターン123aの第1ラインパターンFの他の端部は第1方向(例えば、(A)方向)に対して折り曲げられてない。
【0178】
第2パターン123bは、それぞれ第1パターン123aに隣接するように整列することができる。第2パターン123bは、それぞれ第2ラインパターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2ラインパターンE’は、第1ラインパターンEに対して実質的に平行となるように延びることができ、第1幅を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一端部に連結することができる。第2パッドG’は、第2延長ラインF’の一端部に連結され、第1幅より広い幅を有することができる。第2パターン123bに含まれる第2パッドG’及び第2延長ラインF’は、それぞれ
図25を参照して説明した第2パターンのパッド及び延長ラインと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。しかし、第2パターン123bのラインパターンE’の他の端部は第1方向(例えば、(A)方向)に対して折り曲げられてはいない。
【0179】
本発明の実施形態において、第1及び第2パターン123a、123bが延びる方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する第2方向(例えば、(B)方向)を基準として第1及び第2パターン123a、123bは対称的に配置することができる。
【0180】
エッチング対象体の中心で第1方向(例えば、(A)方向)に配置される第2パターン(123b’)は隣接する第1及び第2パターン123a、123bに比べて相対的に突出することができる。即ち、第1方向(例えば、(A)方向)に沿ってエッチング対象体の中心に配置される第2パターン123b’の延長ライン及びパッドは隣接する第1及び第2パターン123a、123bの延長ライン及びパッドに比べてさらに突出することができる。しかし、第1方向(例えば、前記(A)方向)についてエッチング対象体の中心に配置される第2パターン123b’の端部は隣接する第1及び第2パターン123a、123bの端部に比べて突出しないようにすることができる。即ち、第1及び第2パターン123a、123bの端部はダミーパターン168に対して実質的に平行となるように配置することができる。
【0181】
本発明の実施形態において、ダミーパターン168は第1及び第2パターン123a、123bの端部から所定の距離d3で離隔させることができる。のダミーパターン168は、第1及び第2パターン123a、123bのラインパターンの幅に比べて広い幅を有することができる。のダミーパターン168は、第1及び第2パターン123a、123bが延びる方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に垂直する方向(例えば、(B)方向)に沿って延びることができる。のダミーパターン168は、第1及び第2パターン123a、123bの端部が拡張される場合に第1及び第2パターン123a、123bの間にショートが発生することを最小化及び/または、防止することができる。
【0182】
第1及び第2パターン123a、123bの端部とのダミーパターン168の間の離隔距離d3が約100nmより大きい場合、たとえのダミーパターン168が備わっても第1及び第2パターン123a、123bの間にブリッジ不良が発生することを防止することが容易ではない場合もある。従って、第1及び第2パターン123a、123bの間のブリッジ不良を考慮して、第1及び第2パターン123a、123bの端部とダミーパターン168の間の離隔距離d3は約100nm以下とすることができる。
【0183】
以下、添付した図面を参照して
図39に示したパターン構造物アレイの形成方法を説明する。
図40及び
図41は、
図39に示したパターン構造物アレイ形成方法を説明するための平面図である。
図40及び
図41に例示的に示したパターン構造物アレイ形成方法は犠牲パターン構造物の形状及び配置と第2フォトレジストパターンの開口部位置を除けば、
図7〜
図24を参照して説明した方法と実質的に同一であるか、または、類似である。
【0184】
図40を参照すれば、基板上に位置するエッチング対象体上に複数の犠牲パターン構造物164を形成する。犠牲パターン構造物164は、エッチング対象体上に互いに平行となるように配置することができる。犠牲パターン構造物164はそれぞれお互い異なる長さを有することができる。
【0185】
犠牲パターン構造物164の第1犠牲パッド部164bと第2犠牲パッド部164cは、
図25を参照して説明した犠牲パターン構造物の第1及び第2犠牲パッド部と実質的に同一であるか、または、類似の形状とすることができる。しかし、犠牲パターン構造物164の犠牲ライン164aは、第1及び第2犠牲パッド部164b、164cに対向する端部を含むことができる。犠牲ライン164aの端部は並列しているように配列することができる。
【0186】
犠牲パッド構造物164の第1及び第2犠牲パッド部164b、164cに対向する犠牲ライン164aの端部に隣接するようにダミーパターン構造物166がエッチング対象物上に配置される。
図41を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、エッチング対象物上にエッチングマスク構造物200を形成する。
図41において、参照符号194は、
図9及び
図10を参照して説明した工程の間第2フォトレジストパターンを通じて露出する部分と同一であるか、または、類似の部分を示す。
【0187】
第2フォトレジストパターンを利用してスペーサ形成膜の露出の部分(194)をエッチングすることによって、犠牲ライン164の端部を互いに分離させる。従って、一つの犠牲パターン構造物164に2つのパッドマスクパターン192a、192bが定義される。
図41に示したように、エッチングマスク構造物200は、ダミーパターン構造物166上に残留する第1物質膜パターン158a及びスペーサ158bを含む。
【0188】
エッチングマスク構造物200を利用してエッチング対象物(例えば、エッチング対象膜)をエッチングすると、基板上にパターン構造物アレイを形成することができる。この場合、パターン構造物アレイは
図39に示したパターン構造物アレイと実質的に同じ形状を有することができる。
【0189】
図42は、
図39に示したパターン構造物アレイを含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの平面図である。
図42に示したように、
図39に示したパターン構造物アレイをNANDフラッシュメモリ装置のワードライン360として使うことができる。
【0190】
NANDフラッシュメモリ装置の製造において、
図31〜
図34を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、基板上に素子分離膜パターン及びアクティブパターンを形成することができる。トンネル酸化膜、第1ゲート電極膜、誘電膜及び第2ゲート電極膜を基板上に次々と形成することができる。
図40及び
図41を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を通じてエッチングマスク構造物を形成することができる。エッチングマスク構造物を利用して、第2ゲート電極膜、誘電膜、及び第1ゲート電極膜を次々とパターニングすることによって、フローティングゲート、誘電膜パターン及びワードライン360で機能するコントロールゲートを形成することができる。また、セルストリングの両端部に隣接する選択トランジスタを形成することができる。
【0191】
ワードライン360に連結されるパッド上に第1コンタクトプラグ368aを形成することができ、選択トランジスタのゲートパターン上に第2コンタクトプラグ368bを形成することができる。これに伴い、基板上にNANDフラッシュメモリ装置を具現させることができる。
【0192】
図43は、本発明のまた他の実施形態にともなうパターン構造物アレイを示す平面図である。
図43を参照すれば、基板上に形成されたエッチング対象物上に第1及び第2パターン222a、222bを形成する。第1及び第2パターン222a、222bは互いに平行となるように配置することができる。
【0193】
第1パターン222aは、第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第1パッドGを含む。第1ラインパターンEは、第1幅を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの一端部に連結することができる。第1パッドGは、第1延長ラインFの一端部と連結することができ、第1幅より広い幅を有することができる。第1パッドGは、信号伝達のためのコンタクトプラグが上部に配置されるように十分に広い幅を有することができる。第1ラインパターンEは、写真エッチング工程の限界幅よりさらに小さい幅を有することができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの幅より広い幅を有することができる。
【0194】
本発明の実施形態において、第1延長ラインFは、第1ラインパターンEが延びる方向(例えば、(A)方向)と垂直する方向(例えば、(B)方向)に折り曲げることができる。第1パッドGは、第1パッドGの一側部から突出する突出部125を含むことができる。突出部125はライン形状を有することができる。突出部125は、第1延長ラインFの一端部の延長方向に対して実質的に平行する方向に沿って突出することができる。即ち、突出部125と延長ラインFとは、全部(B)方向に延びることができる。第1パッドGの突出部125は本発明の実施形態に係るパターン構造物の構造的な特徴とすることができる。
【0195】
第2パターン222bは、第1パターン222aと隣接するように配置することができる。第2パターン222bは、第1パターン222aから所定の間隔で離隔させることができる。第2パターン222bは、第2ラインパターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2ラインパターンE’は、第1ラインパターンEと平行するように延びることができ、第1幅(例えば、(B)方向で)を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一端部と連結することができる。第2パッドG’は、第2延長ラインF’の一端部に接触でき、第1幅より広い幅(例えば、(B)方向で)を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の延長方向と実質的に同じ方向に延びることができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の幅より広い幅を有することができる。第2パッドG’は、信号伝達のためのコンタクトプラグが配置されるように十分に広い幅を有することができる。
【0196】
図43に示したように、第1及び第2延長ラインF、F’は、互いに垂直する方向に延びることができる。例えば、第1延長ラインFは(B)方向に延びることができ、第2延長ラインF’は、(A)方向に延びることができる。また、第1及び第2パッドG、G’は、第1及び第2延長ラインF、F’が延びる方向にそれぞれ配置することができる。例えば、第1パッドGは(B)方向に延びることができ、第2パッドG’は(A)方向に延びることができる。従って、第1及び第2延長ラインF、F’と各々連結される第1及び第2パッドG、G’は互いに並んでいないように配置することができる。例えば、第1パッドGは、第2パッドG’に対して実質的に直交することができる。
【0197】
パターン構造物アレイは、第1及び第2パターン222a、222bと隣り合いながら離隔する第3及び第4パターン222c、222dをさらに具備することができる。第3及び第4パターン222c、222dはそれぞれ第1及び第2延長ラインF、F’が延びる方向を基準として第1及び第2パターン222a、222bと実質的に対称となるように配置することができる。この場合、第3パターン222cの延長ライン及びパッドは、第1パターン222aの第1延長ラインF及び第1パッドGと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。また、第4パターン222dの延長ライン及びパッドは、それぞれ第2パターン222bの第2延長ラインF’及び第2パッドG’と実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0198】
図43において、互いに対称となる第1及び第3パターン222a、222cと前記第2及び第4パターン222b、222dとは、互いに異なる長さを有することができる。しかし、本発明の他の実施形態によれば、第1及び第3パターン222a、222cは、第2及び第4パターン222b、222dと実質的に同じ長さを有することもある。
【0199】
以下、
図43に示したパターン構造物アレイの形成方法を添付した図面を参照して説明する。
図44及び
図45は、
図43に示したパターン構造物アレイ形成方法を説明するための平面図である。
図44及び
図45に図示したパターン構造物アレイの形成方法において、犠牲パターン構造物の形状及び配置と第2フォトレジストパターンの開口部位置を除けば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を通じてパターン構造物アレイを形成することができる。
【0200】
図44を参照すれば、基板上に位置するエッチング対象物上に犠牲パターン構造物234、236を形成する。犠牲パターン構造物234、236は、互いに平行となるように配置することができる。犠牲パターン構造物234、236は、実質的に同じ長さ(例えば、(A)方向で)を有することができるが、互いに異なる長さとなるようにすることもある。犠牲パターン構造物234、236は、実質的に同じ構成を有することができる。しかし、犠牲パターン構造物234、236は、互いに交互に反復的に配列することもでき、エッチング対象物上に互いに対称的に整列することもできる。
【0201】
本発明の実施形態において、犠牲パターン構造物234、236は、それぞれ上部犠牲パターン及び下部犠牲パターンを含むことができる。
下部犠牲パターン234は、第1犠牲ライン234a、第1予備パッド部234b、及び第2予備パッド部234cを含むことができる。第1犠牲ライン234aは、第1幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第1予備パッド部234bは、第1犠牲ライン234aの一端部で第1犠牲ライン234aの延長方向(例えば、(A)方向)と実質的に垂直する方向(例えば、(B)方向)に沿って折り曲げることができる。第2予備パッド部234cは、第1犠牲ライン234aの端部から第1犠牲ライン234aが延びる方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。
【0202】
第1及び第2予備パッド部234b、234cは、それぞれ第1幅に比べて広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。例えば、第1及び第2予備パッド部234b、234cは、それぞれその上部に形成されるパッドの幅と実質的に同一かさらに広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。
【0203】
上部犠牲パターン236は、第2犠牲ライン236a、第3予備パッド部236b、及び第4予備パッド部236cを含む。第2犠牲ライン236aは、第1幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第3予備パッド部236bは第2犠牲ライン236aの一端部から第2犠牲ライン236aの延長方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)について折り曲げることができる。第4予備パッド部236cは第2犠牲ライン236aの一端部から第2犠牲ライン236aが延びる方向(例えば、(B)方向)について延びることができる。
【0204】
本発明の実施形態において、第3及び第4予備パッド部236b、236cは、第1及び第2予備パッド部234b、234cと対称的に配置することができる。本発明の他の実施形態によれば、第3及び第4予備パッド部236b、236cは、第1及び第2予備パッド部234b、234cに対し実質的に平行となるように配列することもできる。
【0205】
犠牲パターン構造物ら234、236が前述した構成を有する場合、基板上に形成されるパターン構造物アレイも犠牲パターン構造物234、236と実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
図45を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行することによって、エッチング対象体上にエッチングマスク構造物240を形成する。
図45において、参照符号246は、
図9を参照して説明した工程を実行する時、第2フォトレジストパターンを通じてスペーサ形成膜の露出する部分を示す。第2フォトレジストパターンを利用してスペーサ形成膜の露出の部分246をエッチングすることによって、犠牲ラインの端部が互いに離隔するようにすることができる。従って、犠牲パターン構造物234、236の中の一つから、それぞれパッド領域242b、244b、248b、249bの中の2つを定義することができる。
【0206】
エッチングマスク構造物240を利用して下部のエッチング対象膜をエッチングすることによって、基板上にパターン構造物アレイ242a、244aを形成することができる。この場合、パターン構造物アレイ242a、244aは、それぞれ
図43を参照して説明したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0207】
図46は、
図43に示したパターン構造物アレイを含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの平面図である。
図46に示したパターン構造物アレイ(例えば、第1パターン アレイ222a、第2パターン アレイ222b、第3パターンアレイ222c、及び第4パターン アレイ222d)をNANDフラッシュメモリ装置のワードライン390として使うことができる。
【0208】
図46に示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法において、
図31〜
図34を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、基板上に素子分離膜パターン及びアクティブパターンを形成することができる。基板上にトンネル酸化膜、第1ゲート電極膜、誘電膜及び第2ゲート電極膜を順に形成することができる。
図40及び
図41を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行し、第2ゲート電極膜上にエッチングマスクパターンを形成することができる。エッチングマスクパターンを利用して、第2ゲート電極膜、誘電膜及び第1ゲート電極膜を次々とパターニングすることによって、フローティングゲート、誘電膜パターン、及びワードライン390の役割を行するコントロールゲートを形成することができる。セルストリングの両端部に隣接して選択トランジスタを提供することができる。
【0209】
ワードライン390及び選択トランジスタのゲートパターン391を覆う層間絶縁膜(図示せず)を形成した後、層間絶縁膜を貫通してワードライン390に連結されるパッド上に第1コンタクトプラグ392を形成することができる。また、層間絶縁膜を貫通して選択トランジスタのゲートパターン391と直接接触する第2コンタクトプラグ394を形成することができる。これに伴い、基板上にNANDフラッシュメモリ装置を実現することができる。
【0210】
図47は、本発明のまた他の実施形態にともなうパターン構造物アレイを示す平面図である。
図47を参照すれば、基板上に第1及び第2パターン250a、250bを具備するパターン構造物アレイが配置される。第1及び第2パターン250a、250bは、互いに平行となるように(例えば、第1及び第2パターン250a、250bは互いに平行となるように(A)方向に沿って)配置することができる。また、第1及び第2パターン250a、250bは、互いに交互に配置することができる。
【0211】
第1パターン250aは、第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第1パッドGを含む。第1ラインパターンEは、第1幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの一端部に接触することができる。第1パッドGは、第1延長ラインFの一端部に連結され、第1幅より広い幅を有することができる。前記第1パッドG上に信号伝達のためのコンタクトプラグが配置されるように、第1パッドGは、十分に広い幅を有することができる。第1ラインパターンEの第1幅(例えば、前記(B)方向)は写真エッチング工程の限界幅より小さい幅を有することができる。
【0212】
本発明の実施形態において、第1延長ラインFは、第1ラインパターンEの延長方向に対して実質的に垂直となる方向に沿って折れ曲ったた形状を有することができる。また、第1パターン250aの第1パッドGは、その側部から突出する(例えば、(B)方向に)突出部253を含むことができる。第1パッドGの突出部253は、ライン形状を有することができる。突出部253は、第1延長ラインGの一端部が延びる方向(例えば、(B)方向)に対して平行となる方向に沿って延びることができる。例えば、突出部253は、第1延長ラインGの一端部と平行となるように突出することができる。
【0213】
第2パターン250bは、第1パターン250aと隣接するように配置され、第1パターン250aから所定の距離に離隔させることができる。パターン構造物アレイの第2パターン250bは第2ラインパターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2ラインパターンE’は、第1ラインパターンEと平行となるように延びることができ、第1幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一端部に接触することができる。第2パッドG’は、第2延長ラインF’の一端部に連結され、第1幅より広い幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができる。
【0214】
第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’が延びる方向(例えば、(A)方向)に対し実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って折り曲げることができる。また、第2パターン250bの第2パッドG’は、第1パターン250aの第1パッドGに対向させることができる。第2パッドG’は、その一側部から突出する(例えば、(B)方向に)突出部253を含むことができる。突出部253は、第2延長ラインF’の一端部が延びる方向(例えば、(B)方向)に対して実質的に平行する方向(例えば、(B)方向)に沿って突出することができる。第2パターン250bの第2パッドG’は信号伝達のためのコンタクトプラグが第2パッドG’上に配置されるように十分に広い幅を有することができる。
【0215】
図47に示したように、第1パターン250aの第1延長ラインF(例えば、(B)方向)は、第2パターン250bの第2延長ラインF’(例えば、(A)方向)の一部に対して実質的に垂直となるように配置することができる。第1及び第2パッドG、G’は、第1及び第2延長ラインF、F’と各々連結され、実質的に互いに平行となるように配置することができる。例えば、第1及び第2パッドG、G’は、(B)方向に沿って互いに並列するように配置することができる。第1及び第2パッドG、G’は、それぞれ第1及び第2延長ラインF、F’が延びる方向に対して平行となる方向に沿って互いに対称に配置されることができる。第1パターン250aの第1パッドGは、第2パターン250bの第2パッドG’と実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0216】
本発明の実施形態において、基板上に複数の第1及び第2パターン250a、250bを、それぞれ所定の間隔で離隔して配列することができる。第1及び第2パターン250a、250bは、基板上に交互に配列することができる。また、第1及び第2パターン250a、250bは互いに異なる長さ(例えば、(A)方向に沿って)を有することができる。しかし、第1及び第2パターン250a、250bは、実質的に互いに同じ構成を有することができる。
【0217】
以下、添付した図面を参照して
図47に示したパターン構造物アレイの形成方法を説明する。
図48及び
図49は、
図47に示したパターン構造物アレイ形成方法を説明するための平面図である。
図48及び
図49に、例示的に図示したパターン構造物アレイの製造方法において、犠牲パターン構造物の形状及び配置と、第2フォトレジストパターンの開口位置を除けば、残りの製造工程は
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似である。
【0218】
図48を参照すれば、基板上に位置するエッチング対象物上に犠牲パターン構造物260を形成する。犠牲パターン構造物260は互いに平行するように配列することができる。犠牲パターン構造物260の長さは、互いに相異なるようにすることはできるが、犠牲パターン構造物260は実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。犠牲パターン構造物260は、基板上に交互に配列するか、または、基準ラインを中心にエッチング対象物上に対称となるように配置することができる。
【0219】
本発明の実施形態において、犠牲パターン構造物260はそれぞれ第1犠牲ライン260a、第1犠牲パッド部260b及び第2犠牲パッド部260cを含む。第1犠牲ライン260aは、第1幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1犠牲パッド部260bは第1犠牲ライン260aの一端部で第1犠牲ライン260aの延長方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に垂直となる方向(例えば、(B)方向)について折り曲げることができる。第2犠牲パッド部260cは、第1犠牲ライン260aの一端部から延長(例えば、(B)方向に)できる。第2犠牲パッド部260cは、所定の位置で第1犠牲ライン260aが延びる方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に垂直となる方向(例えば、(B)方向)に折り曲げることができる。
【0220】
第1及び第2犠牲パッド部260b、260cは、それぞれ第1犠牲ライン260aの第1幅(例えば、(B)方向に)に比べて広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。例えば、第1及び第2犠牲パッド部260b、260cは、第1及び第2犠牲パッド部260b、260c上に形成されるパッドの幅と実質的に同一であるか、または、さらに広い幅を有することができる。
【0221】
本発明の実施形態において、複数の犠牲パターン構造物260を、基板上に形成することができる。犠牲パターン構造物260は、互いに並行するように配列することができる。例えば、犠牲パターン構造物260は(A)方向に延びることができる。犠牲パターン構造物260の犠牲ラインはそれぞれ異なる長さ(例えば、(A)方向に)を有することができる。
【0222】
上述のように、基板上に形成されるパターン構造物アレイは、犠牲パターン構造物260と実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。即ち、パターン構造物アレイのパターン構造物は、犠牲パターン構造物260と実質的に同一であるか、または、類似の形状を有することができる。
【0223】
図49を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行することによって、エッチング対象物上にエッチングマスク構造物270を形成する。
図34において、参照符号272は、
図9を参照して説明した工程を実行する時、第2フォトレジストパターンを通じて露出するスペーサ形成膜の一部272を示す。第2フォトレジストパターンを利用して、スペーサ形成膜の露出の部分272をエッチングすることによって、犠牲ラインの両端部を互いに離隔させることができる。従って、パッド領域274a、274bのラインパターンの端部を分離させることによって一つの犠牲パターン構造物260に2つの各パッド領域274a、274bを定義することができる。
【0224】
エッチングマスク構造物270を利用して下部のエッチング対象膜をエッチングすることによって、基板上にパターン構造物アレイを形成することができる。ここで、パターン構造物アレイは
図47に示したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。
【0225】
図50は、
図47に示したパターン構造物アレイを含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの平面図である。
図47に示したパターン構造物アレイを
図50に図示したNANDフラッシュメモリ装置のワードライン390として使うことができる。
【0226】
図50に例示的に図示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法において、
図31〜
図34を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、基板上に素子分離膜パターン及びアクティブパターンを形成することができる。基板上にトンネル酸化膜、第1ゲート電極膜、誘電膜、及び第2ゲート電極膜を次々と形成することができる。
図48及び
図49を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、第2ゲート電極膜上にエッチングマスク構造物を形成した後、エッチングマスク構造物を利用して第2ゲート電極膜、前記誘電膜、及び第1ゲート電極膜を次々とパターニングすることによって、フローティングゲート、誘電膜パターン及びワードライン390として使われるコントロールゲートを形成することができる。セルストリングの両端部に隣接して選択トランジスタを形成することができる。
【0227】
ワードライン390及び選択トランジスタのゲートパターン391を覆う層間絶縁膜(図示せず)を形成した後、層間絶縁膜を貫通してワードライン390に連結されるパッドと接触する第1コンタクトプラグ392を形成することができる。また、層間絶縁膜を貫通してセルトランジスタのゲートパターン391に直接接触する第2コンタクトプラグ394を形成することができる。その結果、基板上にNANDフラッシュメモリ装置を形成することができる。
【0228】
図51は本発明のまた他の実施形態に係るパターン構造物アレイを示す平面図である。
図51を参照すれば、基板上に第1及び第2パターン280a、280bが配列される。第1及び第2パターン280a、280bは基板上に互いに並行するように配置することができる。
【0229】
第1パターン280aは、第1ラインパターンE、第1延長ラインF、及び第1パッドGを含む。第1ラインパターンEは第1幅(例えば、(B)方向に)を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1延長ラインFは第1ラインパターンEの一端部に接触することができる。第1パッドGは、第1延長ラインFの一端部に連結され、第1方向(例えば、(A)方向)について延びることができる。第1パッドGは、第1幅より広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第1パッドGはその上部に信号伝達のためのコンタクトプラグが配置されるように十分に広い幅を有することができる。第1ラインパターンEの第1幅は、写真エッチング工程の限界幅より小さくすることができる。
【0230】
本発明の実施形態において、第1パッドGは、第1パッドGの一端部から突出する突出部284を具備することができる。第1パッドGの突出部284は、ライン形状を有することができる。突出部284は、第1延長ラインFの一端部が延びる方向(例えば、(B)方向)に対して実質的に平行となる方向(例えば、(B)方向)に突出することができる。
【0231】
第2パターン280bは、第1パターン280aと隣接することができ、第1及び第2パターン280a、280bは互いに所定の間隔で離隔するように配置することができる。第2パターン280bは第2ラインパターンE’、第2延長ラインF’、及び第2パッドG’を含む。第2ラインパターンE’は、第1ラインパターンEが延びる第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に平行となるように延びることができる。第2ラインパターンE’も第1幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第2延長ラインF’は、第2ラインパターンE’の一端部に連結することができる。
【0232】
第2パッドG’は、第2ラインパターンE’の一端部に接触することができる。第1パターン280bの第2パッドG’は、その一端部から突出する(例をあげれば、(A)方向に)突出部284を含むことができる。第2パッドG’の突出部284は、ライン形状を持つことができる。突出部284は、第2延長ラインG’の一端部が延びる方向(例えば、(A)方向に対して実質的に平行となる方向(例えば、(A)方向)に突出することができる。第2パッドG’は、その上部に信号伝達のためのコンタクトプラグが配置されるように十分に広い幅を有することができる。
【0233】
図51に図示した通り、第1パターン280aの第1パッドGは第2パターン280bの第2パッドG’と実質的に並列するように配置することができる。 即ち、第1及び第2パッドG、G’は平行するように(A)方向に沿って延びることができる。また、第1パターン280aの第1延長ラインF(例えば、(B)方向に延びる)は第2パターン280bの第2延長ラインF’(例えば、(A)方向に延びる)と互いに直交するように配置することができる。
【0234】
本発明の実施形態において、基板上に複数の第1及び第2パターン280a、280bは互いに所定の間隔で離隔しながら配置することができる。第1及び第2パターン280a、280bは、基板上に交互に配置することができる。第1及び第2パターン280a、280bは、互いに異なる長さ(例えば、(A)方向に)を有することができるが、第1及び第2パターン280a、280bの形状は実質的に互いに同一であるか、または、類似することができる。
【0235】
以下、
図51に示したパターン構造物アレイの形成方法を添付した図面を参照して説明する。
図52及び
図53は、
図51に示したパターン構造物アレイ形成方法を説明するための平面図である。
図52及び
図53に例示的に図示したパターン構造物アレイの製造方法は、犠牲パターン構造物の形状及び配置と第2フォトレジストパターンの開口位置を除けば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を含むことができる。
【0236】
図52を参照すれば、基板上に犠牲パターン構造物290を形成する。犠牲パターン構造物290は、基板上に互いに平行となるように配置することができる。犠牲パターン構造物290は、互いに相異なった長さを有することができるが、犠牲パターン構造物290の形状は実質的に互いに同一又は類似させることができる。犠牲パターン構造物290は、基板上に規則的に配列するか、または、基準ラインを中心に互いに対称となるように配置することができる。
【0237】
犠牲パターン構造物290は、それぞれ第1犠牲ライン290a、第1犠牲パッド部290b、及び第2犠牲パッド部290cを含む。第1犠牲ライン290aは、第1幅(例えば、(B)方向に沿って)を有することができ、第1方向(例えば、(A)方向)に延びることができる。第1犠牲パッド部290bは第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に直交する方向(例えば、(B)方向)に沿って第1犠牲ライン290aの一端部から延びる部分を含むことができる。第1犠牲ライン290aの他の端部は第1方向(例えば、(A)方向)に対して実質的に平行する方向(例えば、(A)方向)に沿って折り曲げることができる。第2犠牲パッド部290cは、第1犠牲ライン290aの一端部から第1方向(例えば、(A)方向)に沿って延びることができる。
【0238】
第1及び第2犠牲パッド部290b、290cは、それぞれ第1犠牲ライン290aの第1幅に比べて相対的に広い幅(例えば、(B)方向に)を有することができる。第1及び第2犠牲パッド部290b、290cは、それぞれその上部に形成されるパッドの幅と実質的に同一であるかまたはさらに広い幅を有することができる。本発明の実施形態において、基板上に複数の犠牲パターン構造物290を形成することができる。この場合、犠牲パターン構造物290の犠牲ラインは互いに異なる長さ(例えば、(A)方向に)を有することができる。
上述のように、前記基板上に形成されるパターン構造物は前記犠牲パターン構造物290の形状により可変的な形状を有することができる。
【0239】
図53を参照すれば、
図7〜
図24を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行することによって、基板上に犠牲パターン構造物290からエッチングマスク構造物300を形成する。
図53において、参照符号302は
図9を参照して説明した工程を実行する時、第2フォトレジストパターンを通じて露出するスペーサ形成膜の一部302を示す。第2フォトレジストパターンを利用して、スペーサ形成膜の露出の部分302をエッチングすることによって、パッド領域304a、304bの端部が分離され、これによって、一つの犠牲パターン構造物290から2つのパッド領域304a、304bを定義することができる。
【0240】
エッチングマスク構造物300を利用して下部のエッチング対象膜を部分的にエッチングすることによって、
図51に示したパターン構造物アレイと実質的に同一であるか、または、実質的に類似の構成を有するパターン構造物アレイを前記基板上に形成することができる。
【0241】
図54は、
図51に示したパターン構造物アレイを含むNANDフラッシュメモリ装置の単位セルの平面図である。
図54に示したのと同じように、
図51に示したパターン構造物アレイをNANDフラッシュメモリ装置のワードライン390で使うことができる。
【0242】
図54に例示的に図示したNANDフラッシュメモリ装置の製造方法において、
図31及び
図32を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、基板上に素子分離膜パターン及びアクティブパターンを区分することができる。このような基板上に、トンネル酸化膜、第1ゲート電極膜、誘電膜、及び第2ゲート電極膜を順に形成することができる。
図52及び
図53を参照して説明した工程と実質的に同一であるか、または、類似の工程を実行して、第2ゲート電極膜上にエッチングマスク構造物を形成することができる。エッチングマスク構造物を利用して、第2ゲート電極膜、誘電膜、及び第1ゲート電極膜を次々とパターニングすることによって、基板上にフローティングゲート、誘電膜パターン及びワードライン390で機能するコントロールゲートを形成することができる。基板上に位置するセルストリングの両端部に隣接するように選択トランジスタを形成することができる。
【0243】
ワードライン390及び選択トランジスタのゲートパターン391を覆う層間絶縁膜(図示せず)を形成した後、層間絶縁膜を貫通してワードライン390に連結されるパッドと接触する第1コンタクトプラグ392を形成することができる。同時に、層間絶縁膜を貫通して選択トランジスタのゲートパターン391に直接接触する第2コンタクトプラグ394を形成することができる。これによって、基板上にNANDフラッシュメモリ装置を実現することができる。
【0244】
図55は、本発明の実施形態に係るパターン構造物を含む半導体装置のメモリシステムの概略的なブロック図である。
図55を参照すれば、前記半導体装置のメモリシステム550は、ホスト500、メモリコントローラ510、及びフラッシュメモリ装置520を具備する。
【0245】
メモリコントローラ510はホスト500とフラッシュメモリ520との間のインターフェースの役割を実行でき、バッファメモリ510aを含むことができる。また、メモリコントローラ510は、CPU、ROM)、RAM、及びインターフェースブロックをさらに含むことができる。
フラッシュメモリ装置520は、セルアレイ522、デコーダ524、ページバッファ526、ビットライン選択回路528、データ バッファ530、そしてコントロールユニット532をさらに含むことができる。
【0246】
前スト500からデータ、アドレス信号及び書き命令が、メモリコントローラ510に入力され、メモリコントローラ510では入力された命令によりデータがセルアレイ522に使われるようにフラッシュメモリ520を制御することができる。また、メモリコントローラ510は、ホスト500から入力される読み取り命令により、セルアレイ522に保存されているデータが読まれるようにフラッシュメモリ装置520を制御することができる。データ バッファ530は、ホスト500とフラッシュメモリ520との間で転送されるデータを臨時保存する役割を実行することができる。
【0247】
フラッシュメモリ装置520のセルアレイ522は、複数のメモリセルで構成することができる。デコーダ524はワードライン(WL0、WL1、・・・、WLn)を通じてセルアレイ522と連結することができる。デコーダ524はメモリコントローラ510からアドレスを入力することができ、ワードライン(WL0、WL1、・・・、WLn)中で一つを選択するか、または、ビットライン(BL0、BL1、・・・、BLm)を選択するように選択信号(Yi)を発生させることができる。ページバッファ526はビットライン(BL0、BL1、・・・、BLm)を通じてセルアレイ522と連結することができる。
【0248】
半導体装置のメモリシステムにおいて、フラッシュメモリ装置520は微細パターンと微細パターンに連結されるパッドとを含むパターン構造物を具備することができる。この場合、パターン構造物は上述の多様なパターン構造物と実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。例えば、フラッシュメモリ装置520の各ワードライン及び各ビットラインは上述のパターン構造物と実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。
【0249】
本発明の他の実施形態において、半導体装置のメモリシステムはフラッシュメモリ装置その他にもディラム(DRAM)装置、エスラム(SRAM)装置などの多様なメモリ装置を含むことができる。この場合、前記ディラム装置または、前記エスラム装置に含まれるパターンも上述の多様なパターン構造物と実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。例えば、前記ディラム装置または、前記エスラム装置のワードライン及びビットラインはそれぞれ上で述べた多様なパターン構造物と実質的に同一であるか、または、類似の構成を有することができる。
【0250】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。