(57)【要約】【課題】  電子デバイス及び微細幅パターンの形成方法に関し、抜きパターンや残しパターンのいずれの場合もパターン分布の粗密に依存せずに所望の微細幅パターンを精度良く形成する。【解決手段】  同じ線幅の孤立パターンの第１の凹部３と密パターンのｎ個の第２の凹部４とを設けた絶縁層２と、絶縁層２上に第１の凹部３及び第２の凹部４に対応する同じ線幅の第１の開口部６及び第２の開口部を有する第１の薄膜５と、第１の薄膜５上に、孤立パターンの第１の凹部３に対応する領域においては、第１の凹部３より広く且つ第２の凹部４のピッチの２倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第３の開口部９を有するとともに、密パターンの第２の凹部４に対応する領域においては、第２の凹部４のピッチのｎ−１倍と凹部の幅との和より広く且つ第２の凹部４のピッチのｎ＋１倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第４の開口部１０を有する第２の薄膜８とを備える。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ線幅の孤立パターンの第１の凹部と密パターンのｎ個の第２の凹部とを設けた絶縁層と、前記絶縁層上に前記第１の凹部及び第２の凹部に対応する同じ線幅の第１の開口部及び第２の開口部を有する第１の薄膜と、前記第１の薄膜上に、前記孤立パターンの第１の凹部に対応する領域においては、前記第１の凹部より広く且つ前記第２の凹部のピッチの２倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第３の開口部を有するとともに、前記密パターンの第２の凹部に対応する領域においては、前記第２の凹部のピッチのｎ−１倍と凹部の幅との和より広く且つ第２の凹部のピッチのｎ＋１倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第４の開口部を有する第２の薄膜とを備えたことを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
上記第１の薄膜と第２の薄膜とが、同じ材料からなる一体の絶縁層からなることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
下地上に形成された薄膜上に、所望の寸法より広い第１のパターン部を有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンを用いて、前記薄膜の表面近傍をエッチングする工程と、前記表面近傍をエッチングした薄膜上に所望の寸法の第２のパターン部を密に形成したレジストパターンを、前記第２のパターン部の少なくともひとつが前記第１のパターン部の内部に重なるように形成する工程と、前記第１のパターン部と第２のパターン部とが重なる領域において前記下地が露出するまで前記薄膜の露出部をエッチング除去する工程と、前記薄膜をマスクとして下地を所定の深さまでエッチングする工程とを備えたことを特徴とする微細幅パターンの形成方法。
【請求項４】
上記下地が絶縁層であり、且つ、上記第１のパターン部と第２のパターン部とが開口部であり、前記下地にエッチング形成される構造が埋込配線形成用トレンチであることを特徴とする請求項３記載の微細幅パターンの形成方法。
【請求項５】
上記下地が導電層であり、且つ、上記第１のパターン部と第２のパターン部とが凸状構造体であり、前記下地にエッチング形成される構造が配線層であることを特徴とする請求項３記載の微細幅パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイス及び微細幅パターンの形成方法に関するものであり、特に、半導体装置を構成する配線パターンや配線用トレンチパターン等の微細幅パターンをパターン密度の粗密によらず均一に形成するための構成に特徴のある電子デバイス及び微細幅パターンの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，半導体デバイスの高速化・高密度化の要請に応えるために、半導体基板上に非常に小さいサイズのデバイスパターンを形成することが必要とされている。
【０００３】
この様な半導体デバイスの微細化は、光リソグラフィに用いられる露光装置の光源波長を短波長化することにより実現されており、現在では、半導体デバイスのルールは０．１μｍ以下レベルにまで達している。
【０００４】
この値は、光リソグラフィの際のマスクパターン転写に必要な露光装置の光源波長よりも短い。
例えば、光源として使用されるフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザの波長は０．１９３μｍであり、デザインルールの０．１μｍより長い。
【０００５】
このため、光リソグラフィによりマスク上のパターンを半導体基板上に転写する際に、解像限界を超えているために回折等による光近接効果の影響のためパターンの密度により、その転写の余裕度が大きく異なるといった問題が生じていたので、この事情を図１１乃至図１３を参照して説明する。
【０００６】
図１１乃至図１３参照  
図１１乃至図１３は、それぞれ孤立した幅０．１μｍのマスクパターン、幅０．１μｍのマスクパターンをピッチ０．２μｍで配列したラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターン、及び、幅０．１２μｍのマスクパターンを用いて基板上に転写したレジストパターンの露光余裕度を示したものである。
【０００７】
ここでは、光の当たった部分のレジストが消失する抜きパターンの場合を示しており、横軸はマスクパターンと基板との距離、即ち、フォーカス値を示しており、また、縦軸は転写されたパターンの寸法を示している。
【０００８】
この場合、転写されたパターンの寸法が所望の設計寸法となる距離( 一般的にベストフォーカス値という）を０としており、フォーカス値がベストフォーカス値からずれると転写パターン寸法が変化して減少し、所望の転写パターン寸法が得られないことを示しており、図１１と図１２との対比から孤立パターンの方がフォーカス値からずれたときの寸法変動が激しい、即ち、露光余裕度がないことが分かる。
【０００９】
一般に、光リソグラフィ工程においては、光リソグラフィ装置の精度や、基板の平坦度の影響があり、フォーカス値が常に変動しているため、孤立パターンでは寸法ばらつきが発生し、所望の寸法が得られなくなる。
【００１０】
また、図１１と図１３との対比からは、孤立パターンでもマスク寸法を大きくすると露光余裕度は上がるが、その場合も所望の寸法は得られないことが分かる。
【００１１】
この様なパターン分布の粗密による影響を受けずに均一なパターン精度の微細幅パターンを形成するために、一旦、全面に密パターンを形成した後、必要としない領域のパターンを除去して所望のパターンを精度良く形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上述の提案の場合には、パターンを形成するために多層の薄膜を必要とし、さらに配線用トレンチやホールといった所望のパターンを基板に堀り込む、所謂抜きパターンに適用することができないという問題がある。
【００１３】
したがって、本発明は、抜きパターンや残しパターンのいずれの場合もパターン分布の粗密に依存せずに所望の微細幅パターンを精度良く形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号１は、シリコン基板等の基板である。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、電子デバイスにおいて、同じ線幅の孤立パターンの第１の凹部３と密パターンのｎ個の第２の凹部４とを設けた絶縁層２と、絶縁層２上に第１の凹部３及び第２の凹部４に対応する同じ線幅の第１の開口部６及び第２の開口部を有する第１の薄膜５と、第１の薄膜５上に、孤立パターンの第１の凹部３に対応する領域においては、第１の凹部３より広く且つ第２の凹部４のピッチの２倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第３の開口部９を有するとともに、密パターンの第２の凹部４に対応する領域においては、第２の凹部４のピッチのｎ−１倍と凹部の幅との和より広く且つ第２の凹部４のピッチのｎ＋１倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第４の開口部１０を有する第２の薄膜８とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この様な薄膜構造を有する電子デバイスにおいては、孤立パターンを構成する第１の開口部６と密パターンを構成する第２の開口部７の線幅をパターンの粗密に影響されることなく精度良く均一に形成することができる。
【００１６】
この場合、第１の薄膜５と第２の薄膜８とは異なったエッチング特性を有する絶縁層で構成することが望ましいが、第１の薄膜５と第２の薄膜８とを同じ材料からなる一体の絶縁層で構成しても良い。
【００１７】
また、本発明は、微細幅パターンの形成方法において、下地上に形成された薄膜上に、所望の寸法より広い第１のパターン部を有するレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンを用いて、薄膜の表面近傍をエッチングする工程と、表面近傍をエッチングした薄膜上に所望の寸法の第２のパターン部を密に形成したレジストパターンを、第２のパターン部の少なくともひとつが第１のパターン部の内部に重なるように形成する工程と、第１のパターン部と第２のパターン部とが重なる領域において下地が露出するまで薄膜の露出部をエッチング除去する工程と、薄膜をマスクとして下地を所定深さにエッチングする工程とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この様な工程を採用することによって、抜きパターンの場合も残しパターンの場合も、孤立パターンと密パターンの線幅をパターンの粗密に影響されることなく精度良く均一に形成することができる。
【００１９】
この場合、所望寸法の孤立パターンを形成する領域においては、第１のパターン部の幅を第２のパターン部のピッチの２倍と第２のパターン部の幅との差より狭くすれば良い。
【００２０】
また、所望寸法のｎ個の第２のパターン部からなる密パターンを形成する領域においては、第１のパターン部の幅を第２のパターン部のピッチのｎ＋１倍と第２のパターン部の幅との差より狭くすれば良い。
【００２１】
なお、本発明における孤立パターンとは、第２のパターン部の幅が０．１２μｍ未満でピッチが０．２５μｍ以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．１２μｍ以上且つ０．２０μｍ未満でピッチが０．３０μｍ以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．２０μｍ以上且つ０．３０μｍ未満でピッチが第２のパターン部の幅の２倍以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．３０μｍ以上でピッチが第２のパターン部の幅の１．５倍以上のいずれかの条件を満たすことを意味する。
【００２２】
なお、本発明の構成を抜きパターンに適用する場合には、下地が絶縁層２であり、且つ、第１のパターン部と第２のパターン部とが開口部であり、下地にエッチング形成される構造が埋込配線形成用トレンチとすることが典型的な構成である。
【００２３】
この場合、薄膜を第１の薄膜５とその上に設けた第２の薄膜８とで構成し、第２の薄膜８に所望寸法より広い第１のパターン部を形成するとともに、第１の薄膜５に所望寸法の第２のパターン部を形成することが望ましい。
【００２４】
また、本発明の構成を残しパターンに適用する場合には、下地が導電層であり、且つ、第１のパターン部と第２のパターン部とが残し凸状構造体であり、下地にエッチング形成される構造が配線層とすることが典型的な構成である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、マスクとして機能する薄膜に予め所望寸法より広いパターン部を形成したのち、所望寸法のパターン部を有する密パターンからなるレジストパターンを形成しているので、抜きパターンの場合も残しパターンの場合も、孤立パターンと密パターンの線幅をパターンの粗密に影響されることなく精度良く均一に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、半導体基板等の基板上に設けられた下地上に形成された薄膜上に、所望の寸法より広い第１のパターン部を有するレジストパターンを形成したのち、レジストパターンを用いて、薄膜の表面近傍をエッチングし、次いで、表面近傍をエッチングした薄膜上に所望の寸法の第２のパターン部を密に形成したレジストパターンを第２のパターン部の少なくとも一つが第１のパターン部の内部に重なるように形成したのち、第１のパターン部と第２のパターン部とが重なる領域において下地が露出するまで薄膜の露出部をエッチング除去し、次いで、薄膜をマスクとして下地をエッチングするものである。
【００２７】
抜きパターンに適用する場合には、第１のパターン部と第２のパターン部とを開口部とし、下地となる層間絶縁膜をエッチングして埋込配線形成用トレンチを形成することになり、この場合、ビアホール等を必要に応じて同時に形成するものである。
【００２８】
また、残しパターンに適用する場合には、第１のパターン部と第２のパターン部とを凸状構造体とし、下地となる多結晶シリコン層等の導電層をエッチングして配線層或いは電極を形成するものである。
【実施例１】
【００２９】
ここで、図２乃至図４を参照して、本発明の実施例１の微細幅パターンの形成方法を説明する。
図２参照  
まず、トランジスタ等の回路要素を予め形成した半導体基板１１上に厚さが、例えば、０．３μｍで炭素を添加して酸化シリコンからなる層間絶縁膜１２を形成したのち、層間絶縁膜１２上に厚さが、例えば、０．１５μｍで、ＳｉＯ2 膜からなる第１マスク薄膜１３及び厚さが、例えば、０．０７μｍでＳｉＮ膜からなる第２マスク薄膜１４を順次形成する。
この第１マスク薄膜１３は、層間絶縁膜１２に所望パターンを転写する際のマスクとして機能する。
【００３０】
次いで、厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜１５及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって所望の孤立パターンを形成する部分に幅０．１４μｍの開口部１７を有するとともに所望の密パターンを形成する部分はその部分カバーする開口部１８を有するレジストパターン１６を形成する。
【００３１】
次いで、レジストパターン１６をマスクとして、フルオロカーボンをエッチングガスとして用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜１５の露出を除去する。
【００３２】
図３参照  
引き続いて、レジストパターン１６をマスクとして、フルオロカーボンに酸素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって第２マスク薄膜１４の露出部を除去することによって、開口部２０，２１を有する第２マスク薄膜パターン１９を形成する。
【００３３】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたプラズマエッチング、即ち、アッシングによりレジストパターン１６及び反射防止膜１５を除去する。
【００３４】
次いで、再び、第２マスク薄膜１４上の厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜２２及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって  幅０．１μｍの開口部２４をピッチ０．２μｍで配置した密レジストパターン２３を形成する。
【００３５】
この際に密レジストパターン２３を構成する開口部２４が第２マスク薄膜パターン１９に形成された開口部２０，２１の内側に重なるように位置合わせする。
この場合、反射防止膜２２によって、レジストは十分平坦化されるため、開口部２４を精度良く露光することができ、また、第２マスク薄膜パターン１９に設けた開口部２０，２１は十分広いため、開口部２４との重ね合わせは厳密に合わせなくても良い。
【００３６】
図４参照  
次いで、密レジストパターン２３をマスクとして、フルオロカーボンのエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜２２の露出部をエッチングする。
【００３７】
引き続いて、密レジストパターン２３をマスクとして、フルオロカーボンに酸素およびフルオロ水素カーボンを添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、第１マスク薄膜１３の露出部をエッチングする。
【００３８】
この場合、第２マスク薄膜パターン１９がエッチングされないため、開口部２０の部分では、幅０．１μｍの開口部２５からなる孤立パターンが第１マスク薄膜１３に転写され、一方、開口部２１の部分では、幅０．１μｍの複数の開口部２６からなる密パターンを形成される。
【００３９】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたアッシングにより密レジストパターン２３及び反射防止膜２２を除去する。
【００４０】
次いで、開口部２５，２６の形成された第１マスク薄膜１３をマスクとして、フルオロカーボンに酸素、一酸化炭素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、層間絶縁膜１２の露出部をエッチングする。
この場合、層間絶縁膜１２に形成された開口部２７，２８は、埋込配線を形成するためのトレンチ或いはビアホールとなる。
【００４１】
このように、本発明の実施例１においては、孤立パターンを形成する領域と密パターンを形成する領域に対応する開口部を有する第２マスク薄膜パターンを予め形成してから、レジストの全面に密パターンを形成しているので、孤立パターンを形成する領域におけるレジストパターンの露光・現像に際しても、密パターンを形成する領域を同じ条件で露光・現像が可能になるため、パターンを精度良く形成することが可能になる。
【００４２】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施例２の微細幅パターンの形成工程を説明する。
図５参照  
まず、トランジスタ等の回路要素を予め形成した半導体基板１１上に厚さが、例えば、０．３μｍで炭素を添加して酸化シリコンからなる層間絶縁膜１２を形成したのち、層間絶縁膜１２上に厚さが、例えば、０．１５μｍでＳｉＮ膜からなるマスク薄膜２９を形成する。
【００４３】
次いで、厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜１５及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって所望の孤立パターンを形成する部分に幅０．１４μｍの開口部１７を有するとともに所望の密パターンを形成する部分はその部分カバーする開口部１８を有するレジストパターン１６を形成する。
【００４４】
次いで、レジストパターン１６をマスクとして、フルオロカーボンをエッチングガスとして用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜１５の露出を除去する。
【００４５】
図６参照  
引き続いて、レジストパターン１６をマスクとして、フルオロカーボンに酸素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによってマスク薄膜２９の露出部を例えば、０．０７μｍの厚さ分だけ除去することによって、凹部３０，３１を形成する。
【００４６】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたプラズマエッチング、即ち、アッシングによりレジストパターン１６及び反射防止膜１５を除去する。
【００４７】
次いで、再び、マスク薄膜２９の凹部３０，３１を設けた領域以外の上の厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜２２及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって  幅０．１μｍの開口部２４をピッチ０．２μｍで配置した密レジストパターン２３を形成する。
【００４８】
この際に密レジストパターン２３を構成する開口部２４がマスク薄膜２９に形成された開口部３０，３１の内側に重なるように位置合わせする。
この場合も反射防止膜２２によって、レジストは十分平坦化されるため、開口部２４を精度良く露光することができ、また、マスク薄膜２９に設けた開口部３０，３１は十分広いため、開口部２４との重ね合わせは厳密に合わせなくても良い。
【００４９】
図７参照  
次いで、密レジストパターン２３をマスクとして、フルオロカーボンのエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜２２の露出部をエッチングする。
【００５０】
引き続いて、密レジストパターン２３をマスクとして、フルオロカーボンに酸素およびフルオロ水素カーボンを添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、凹部３０，３１において層間絶縁膜１２が露出するまでマスク薄膜２９の露出部をエッチングする。
【００５１】
この場合、マスク薄膜２９に形成された凹部３０の部分では、幅０．１μｍの開口部３２からなる孤立パターンがマスク薄膜２９に転写され、一方、凹部３１の部分では、幅０．１μｍの複数の開口部３３からなる密パターンを形成されるが、その他の部分では膜厚が異なるため開口部３４が層間絶縁膜１２に達することがない。
【００５２】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたアッシングにより密レジストパターン２３及び反射防止膜２２を除去する。
【００５３】
次いで、開口部３２，３３の形成されたマスク薄膜２９をマスクとして、フルオロカーボンに酸素、一酸化炭素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、層間絶縁膜１２の露出部をエッチングする。
この場合、層間絶縁膜１２に形成された開口部３５，３６は、埋込配線を形成するためのトレンチ或いはビアホールとなる。
【００５４】
このように、本発明の実施例２においては、孤立パターンを形成する領域と密パターンを形成する領域に対応する凹部を予め形成してから、レジストの全面に密パターンを形成しているので、孤立パターンを形成する領域におけるレジストパターンの露光・現像に際しても、密パターンを形成する領域を同じ条件で露光・現像が可能になるため、パターンを精度良く形成することが可能になる。
【実施例２】
【００５５】
ここで、図８乃至図１０を参照して、本発明の実施例３の微細幅パターンの形成方法を説明する。
図８参照  
まず、トランジスタ等の回路要素を予め形成した半導体基板４１上にＳｉＯ2 からなる下地絶縁膜４２を介して、厚さが、例えば、０．１μｍの多結晶シリコン層４３を形成し、次いで、厚さが、例えば、０．０３μｍでＳｉＮ膜からなるマスク薄膜４４を形成する。
【００５６】
次いで、厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜４５及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって所望の孤立パターンを形成する部分に幅０．１４μｍの残りパターン４７を有するとともに所望の密パターンを形成する部分はその部分カバーする残りパターン４８を有するレジストパターン４６を形成する。
【００５７】
次いで、レジストパターン４６をマスクとして、フルオロカーボンをエッチングガスとして用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜４５の露出を除去する。
【００５８】
図９参照  
引き続いて、レジストパターン４６をマスクとして、フルオロカーボンに酸素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによってマスク薄膜４４の露出部を除去し、次いで、フルオロカーボンに酸素およびフルオロ水素カーボンを添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、多結晶シリコン層４３の露出部を除去する。
【００５９】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたプラズマエッチング、即ち、アッシングによりレジストパターン４６及び反射防止膜４５を除去する。
【００６０】
次いで、再び、マスク薄膜４４上の厚さが、例えば、０．０８μｍで、有機系、例えば、ノボラック樹脂等からなる反射防止膜４９及び厚さが、例えば、０．２５μｍのレジストを順次塗布したのち、レジストを露光・現像することによって  幅０．１μｍの開口部５１をピッチ０．２μｍで配置した密レジストパターン５０を形成する。
この際に密レジストパターン５０を構成する開口部５１が残存するマスク薄膜４４の内側に重なるように位置合わせする。
【００６１】
図１０参照  
次いで、密レジストパターン５０をマスクとして、フルオロカーボンのエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって反射防止膜４９の露出部をエッチングする。
【００６２】
引き続いて、密レジストパターン５０をマスクとして、フルオロカーボンに酸素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、マスク薄膜４４の露出部をエッチングし、次いで、フルオロカーボンに酸素およびフルオロ水素カーボンを添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施すことによって、多結晶シリコン層４３の露出部をエッチングする。
【００６３】
次いで、窒素或いはアルゴンを用いたアッシングにより密レジストパターン５０及び反射防止膜４９を除去したのち、フルオロカーボンに酸素を添加したエッチングガスを用いたプラズマエッチングを施して、マスク薄膜４４を除去することによって、孤立パターンからなる多結晶シリコン配線５２及び密パターンからなる多結晶シリコン配線５３を形成する。
【００６４】
このように、本発明の実施例３においては、孤立パターンを形成する領域と密パターンを形成する領域に対応する残しパターンからなるマスク薄膜を予め形成してから、レジストの全面に密パターンを形成しているので、孤立パターンを形成する領域におけるレジストパターンの露光・現像に際しても、密パターンを形成する領域を同じ条件で露光・現像が可能になるため、パターンを精度良く形成することが可能になる。
【００６５】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、各実施例に記載した層構造、材料、数値等は、それ自体に限られるものではない。
例えば、各実施例で示したパターン疎密の影響は、実際のデバイス上で、密パターンのピッチが１：１との時に最も大きくなるが、この様なパターンルールに従ったデバイスであれば、パターンピッチが一様でない場合にも適用できるものである。
【００６６】
上記各実施例の説明においては、レジストの下地に反射防止膜を形成しているが、反射防止膜は必ずしも必要ではなく、レジスト層をマスクとして機能する薄膜上に直接形成しても良いものである。
【００６７】
また、上記の実施例１，２においては、説明の便宜上、層間絶縁膜に形成する開口部をシリコン基板が露出するまでエッチングして形成しているが、埋込配線用トレンチの場合には、シリコン基板と埋込配線層が直接接触することは避けなければならないので、シリコン基板上に他の絶縁層を介在させるか、或いは、開口部がシリコン基板に達しないように形成する必要がある。
【００６８】
また、上記の実施例１，２においては、層間絶縁膜を炭素添加の酸化シリコン膜で形成し、主たるマスク薄膜をＳｉＮ膜で形成しているが、層間絶縁膜は炭素添加の酸化シリコン膜に限られるものではなく、ＳｉＯ2 膜或いはＳｉＮ膜等の他の絶縁膜で形成しても良いものであり、それに応じてこの絶縁膜に対して選択エッチング性の大きな材料からなる絶縁層を主たるマスク薄膜として用いれば良い。
【００６９】
また、エッチングガスも上記のエッチングガスに限られるものではなく、対象となる被エッチング層をエッチングすることができ、且つ、マスクとなる部材に対するエッチレートが低いエッチングガスを用いれば良い。
【００７０】
また、上記の実施例１においては、第２マスク薄膜を最終デバイスにおいて残存させているが、層間絶縁膜に開口部を形成する前に除去しても良いものである。
【００７１】
また、上記の各実施例においては、マスクとして機能する薄膜を絶縁体で形成しているが、最終的にマスクとして機能する薄膜を除去する場合には、導電体で形成しても良いものである。
【００７２】
また、上記の実施例３においては、配線層を多結晶シリコンで構成しているが、これは単なる一例であり、他の導電体で構成しても良いことは言うまでもないことであり、さらには、多層構造で構成しても良いことは言うまでもないことである。
【００７３】
また、上記の各実施例においては、基板の直上の第１配線層或いは第１埋込配線層用トレンチの製造工程として説明しているが、第２配線層等のより上部の配線層の形成工程としても適用されるものであることは言うまでもないことである。
【００７４】
ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照  
（付記１）  同じ線幅の孤立パターンの第１の凹部３と密パターンのｎ個の第２の凹部４とを設けた絶縁層２と、前記絶縁層２上に前記第１の凹部３及び第２の凹部４に対応する同じ線幅の第１の開口部６及び第２の開口部７を有する第１の薄膜５と、前記第１の薄膜５上に、前記孤立パターンの第１の凹部３に対応する領域においては、前記第１の凹部３より広く且つ前記第２の凹部４のピッチの２倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第３の開口部９を有するとともに、前記密パターンの第２の凹部４に対応する領域においては、前記第２の凹部４のピッチのｎ−１倍と凹部の幅との和より広く且つ第２の凹部４のピッチのｎ＋１倍と凹部の幅との差より狭い線幅の第４の開口部１０を有する第２の薄膜８とを備えたことを特徴とする電子デバイス。
（付記２）  上記第１の薄膜５と第２の薄膜８とが、同じ材料からなる一体の絶縁層からなることを特徴とする付記１記載の電子デバイス。
（付記３）  下地上に形成された薄膜上に、所望の寸法より広い第１のパターン部を有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンを用いて、前記薄膜の表面近傍をエッチングする工程と、前記表面近傍をエッチングした薄膜上に所望の寸法の第２のパターン部を密に形成したレジストパターンを、前記第２のパターン部の少なくともひとつが前記第１のパターン部の内部に重なるように形成する工程と、前記第１のパターン部と第２のパターン部とが重なる領域において前記下地が露出するまで前記薄膜の露出部をエッチング除去する工程と、前記薄膜をマスクとして下地を所定深さにエッチングする工程とを備えたことを特徴とする微細幅パターンの形成方法。
（付記４）  所望寸法の孤立パターンを形成する領域においては、上記第１のパターン部の幅を、上記第２のパターン部のピッチの２倍と第２のパターン部の幅との差より狭くすることを特徴とする付記３記載の微細幅パターンの形成方法。
（付記５）  上記所望寸法のｎ個の第２のパターン部からなる密パターンを形成する領域においては、上記第１のパターン部の幅を、上記第２のパターン部のピッチのｎ＋１倍と第２のパターン部の幅との差より狭くすることを特徴とする付記３記載の微細幅パターンの形成方法。
（付記６）  上記孤立パターンは、上記第２のパターン部の幅が０．１２μｍ未満でピッチが０．２５μｍ以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．１２μｍ以上且つ０．２０μｍ未満でピッチが０．３０μｍ以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．２０μｍ以上且つ０．３０μｍ未満でピッチが第２のパターン部の幅の２倍以上、或いは、第２のパターン部の幅が０．３０μｍ以上でピッチが第２のパターン部の幅の１．５倍以上のいずれかの条件を満たすことを特徴とする付記３乃至５のいずれか１に記載の微細幅パターンの形成方法。
（付記７）  上記下地が絶縁層２であり、且つ、上記第１のパターン部と第２のパターン部とが開口部であり、前記下地にエッチング形成される構造が埋込配線形成用トレンチであることを特徴とする付記３乃至６のいずれか１に記載の微細幅パターンの形成方法。  （付記８）  上記薄膜が、第１の薄膜５とその上に設けた第２の薄膜８とからなり、前記第２の薄膜８に、上記所望寸法より広い第１のパターン部を形成するとともに、前記第１の薄膜５に上記所望寸法の第２のパターン部を形成することを特徴とする付記７記載の微細幅パターンの形成方法。
（付記９）  上記下地が導電層であり、且つ、上記第１のパターン部と第２のパターン部とが残し凸状構造体であり、前記下地にエッチング形成される構造が配線層であることを特徴とする付記３乃至６のいずれか１に記載の微細幅パターンの形成方法。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の活用例としては、半導体集積回路装置の配線層、埋込配線用トレンチ、ビアホール或いはビアの形成工程が典型的なものであるが、半導体集積回路装置に限られるものではなく、超電導回路装置、強誘電体光デバイス、薄膜磁気センサ等の電子デバイスにおける微細幅パターンの形成工程にも転用されるものであり、さらには、マイクロマシンにおける微細幅パターンの形成工程にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の微細幅パターンの途中までの形成工程の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の微細幅パターンの図２以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図４】本発明の実施例１の微細幅パターンの図３以降の形成工程の説明図である。
【図５】本発明の実施例２の微細幅パターンの途中までの形成工程の説明図である。
【図６】本発明の実施例２の微細幅パターンの図５以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図７】本発明の実施例２の微細幅パターンの図６以降の形成工程の説明図である。
【図８】本発明の実施例３の微細幅パターンの途中までの形成工程の説明図である。
【図９】本発明の実施例３の微細幅パターンの図８以降の途中までの形成工程の説明図である。
【図１０】本発明の実施例３の微細幅パターンの図９以降の形成工程の説明図である。
【図１１】孤立した幅０．１μｍのマスクパターンを用いて基板上に転写したレジストパターンの露光余裕度の説明図である。
【図１２】幅０．１μｍのマスクパターンをピッチ０．２μｍで配列したＬ＆Ｓパターンを用いて基板上に転写したレジストパターンの露光余裕度の説明図である。
【図１３】孤立した幅０．１２μｍのマスクパターンを用いて基板上に転写したレジストパターンの露光余裕度の説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  基板
２  絶縁層
３  第１の凹部
４  第２の凹部
５  第１の薄膜
６  第１の開口部
７  第２の開口部
８  第２の薄膜
９  第３の開口部
１０  第４の開口部
１１  半導体基板
１２  層間絶縁膜
１３  第１マスク薄膜
１４  第２マスク薄膜
１５  反射防止膜
１６  レジストパターン
１７  開口部
１８  開口部
１９  第２マスク薄膜パターン
２０  開口部
２１  開口部
２２  反射防止膜
２３  密レジストパターン
２４  開口部
２５  開口部
２６  開口部
２７  開口部
２８  開口部
２９  マスク薄膜
３０  凹部
３１  凹部
３２  開口部
３３  開口部
３４  開口部
３５  開口部
３６  開口部
４１  半導体基板
４２  下地絶縁膜
４３  多結晶シリコン層
４４  マスク薄膜
４５  反射防止膜
４６  レジストパターン
４７  残りパターン
４８  残りパターン
４９  反射防止膜
５０  密レジストパターン
５１  開口部
５２  多結晶シリコン配線
５３  多結晶シリコン配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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