(57)【要約】【課題】製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、製造条件の制御が困難ではなく且つ露光の限界を超えるような微細な寸法のエッチング構造を形成する方法を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタ等の半導体装置におけるコンタクトホールに代表されるエッチングにより形成される構造の形成方法およびそれを用いた表示装置の製造方法に関し、特に有機膜の溶解リフロー技術を用いたコンタクトホールに代表されるエッチングにより形成される構造の形成方法およびそれを用いた表示装置用の薄膜トランジスタ基板の製造方法に関し、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、変形有機マスクを形成する工程とを少なくとも有する。【選択図】図４Ａ
2006190704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、変形有機マスクを形成する工程とを少なくとも有することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記有機膜が、少なくとも膜厚を複数の段階に形成されていることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記複数の段階の膜厚に形成された前記有機膜のうち、前記第一の開口部及び第二の開口部の少なくとも一方の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクであることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項４】
有機マスクを形成する工程は、さらに第一の開口部と該第一の開口部より大きな寸法の第二の開口部とを有する有機マスクを形成することを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項５】
変形有機マスクを形成する工程は、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁及び前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、これら双方の側壁を覆うが、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成することを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項６】
変形有機マスクを形成する工程は、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する請求項１記載のエッチング方法。
【請求項７】
変形有機マスクを形成する工程は、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造のみの側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造の上端部の周囲領域まではリフローされるが前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する請求項１記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記変形有機マスクが、前記第一、又は前記第二の開口部を塞ぐ一方で、前記第１、又は前記第二の開口部のもう一方は塞がない変形有機マスクとすることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記有機膜を変形有機マスクとする以前の前記有機マスクで、前記被エッチング構成要素をエッチングする工程と、前記変形有機マスクで、前記被エッチング構成要素をエッチングすることで、前記第一の開口部と前記第二の開口部の直下の前記被エッチング構成要素の選択的なエッチングを行うことを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分の選択性であることを特徴とする請求項９記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチング量の差であることを特徴とする請求項９記載のエッチング方法。
【請求項１２】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチング深さの差であることを特徴とする請求項９記載のエッチング方法。
【請求項１３】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチングダメージの差であることを特徴とする請求項９記載のエッチング方法。
【請求項１４】
前記第一、第二の開口部の面積が、異なることを特徴とする請求項９記載のエッチング方法。
【請求項１５】
変形有機マスクを形成する工程の後に、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する請求項１記載のエッチング方法。
【請求項１６】
変形有機マスクを形成する工程の後に、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置し且つ前記上部エッチング構造より小さな水平方向寸法を有する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する階段状に順テーパー化された第二のエッチング構造とを形成する請求項１記載のエッチング方法。
【請求項１７】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法。
【請求項１８】
前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項１７記載のエッチング方法。
【請求項１９】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部と該第一の開口部より大きな寸法の第二の開口部とを有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁及び前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、これら双方の側壁を覆うが、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置し且つ前記上部エッチング構造より小さな水平方向寸法を有する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する階段状に順テーパー化された第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法。
【請求項２０】
前記第二のエッチング構造の前記下部エッチング構造の水平方向寸法は、前記上部エッチング構造の水平方向寸法より、前記溶解リフローにより前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れた前記変形有機マスクの水平方向厚さの概ね２倍に相当する量だけ小さい請求項１９記載のエッチング方法。
【請求項２１】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法。
【請求項２２】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項２１記載のエッチング方法。
【請求項２３】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法。
【請求項２４】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項２３記載のエッチング方法。
【請求項２５】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記第二の開口部の近傍部分であって膜厚が薄い部分のみを除去する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造のみの側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造の上端部の周囲領域まではリフローされるが前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法。
【請求項２６】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項２５記載のエッチング方法。
【請求項２７】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、変形有機マスクを形成する工程とを少なくとも有することを特徴とするコンタクトホールの形成方法。
【請求項２８】
前記有機膜が、少なくとも膜厚を複数の段階に形成されていることを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項２９】
前記複数の段階の膜厚に形成された前記有機膜のうち、前記第一の開口部及び第二の開口部の少なくとも一方の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクであることを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３０】
有機マスクを形成する工程は、さらに第一の開口部と該第一の開口部より大きな寸法の第二の開口部とを有する有機マスクを形成することを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３１】
変形有機マスクを形成する工程は、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁及び前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、これら双方の側壁を覆うが、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成することを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３２】
変形有機マスクを形成する工程は、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３３】
変形有機マスクを形成する工程は、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造のみの側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造の上端部の周囲領域まではリフローされるが前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３４】
前記変形有機マスクが、前記第一、又は前記第二の開口部を塞ぐ一方で、前記第１、又は前記第二の開口部のもう一方は塞がない変形有機マスクとすることを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３５】
前記有機膜を変形有機マスクとする以前の前記有機マスクで、前記被エッチング構成要素をエッチングする工程と、前記変形有機マスクで、前記被エッチング構成要素をエッチングすることで、前記第一の開口部と前記第二の開口部の直下の前記被エッチング構成要素の選択的なエッチングを行うことを特徴とする請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３６】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分の選択性であることを特徴とする請求項３５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３７】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチング量の差であることを特徴とする請求項３５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３８】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチング深さの差であることを特徴とする請求項３５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項３９】
前記選択的なエッチングが、第一と第二の開口部の部分のエッチングダメージの差であることを特徴とする請求項３５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４０】
前記第一、第二の開口部の面積が、異なることを特徴とする請求項３５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４１】
変形有機マスクを形成する工程の後に、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４２】
変形有機マスクを形成する工程の後に、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置し且つ前記上部エッチング構造より小さな水平方向寸法を有する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する階段状に順テーパー化された第二のエッチング構造とを形成する請求項２７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４３】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むコンタクトホールの形成方法。
【請求項４４】
前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項４３記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４５】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部と該第一の開口部より大きな寸法の第二の開口部とを有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁及び前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、これら双方の側壁を覆うが、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置し且つ前記上部エッチング構造より小さな水平方向寸法を有する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する階段状に順テーパー化された第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むコンタクトホールの形成方法。
【請求項４６】
前記第二のエッチング構造の前記下部エッチング構造の水平方向寸法は、前記上部エッチング構造の水平方向寸法より、前記溶解リフローにより前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れた前記変形有機マスクの水平方向厚さの概ね２倍に相当する量だけ小さい請求項４５記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４７】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むコンタクトホールの形成方法。
【請求項４８】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項４７記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項４９】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むコンタクトホールの形成方法。
【請求項５０】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項４９記載のコンタクトホールの形成方法。
【請求項５１】
有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記第二の開口部の近傍部分であって膜厚が薄い部分のみを除去する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造のみの側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造の上端部の周囲領域まではリフローされるが前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むコンタクトホールの形成方法。
【請求項５２】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成する請求項５１記載のコンタクトホールの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ等の半導体装置におけるコンタクトホールに代表されるエッチングにより形成される構造の形成方法およびそれを用いた表示装置の製造方法に関し、特に有機膜の溶解リフロー技術を用いたコンタクトホールに代表されるエッチングにより形成される構造の形成方法およびそれを用いた表示装置用の薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。ここで、「エッチング構造」を、「エッチング方法により形成される構造」と定義し、以下コンタクトホールに代表されるエッチングにより形成される該構造を「エッチング構造」という。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関する現時点での技術水準をより十分に説明する目的で、本願で引用され或いは特定される特許、特許出願、特許公報、科学論文等の全てを、参照することでそれらの全ての説明を組入れる。
半導体装置の高集積化は、微細パターンの形成手段であるリソグラフィ技術とエッチング技術とに支えられて達成されてきた。しかし、このようにして半導体装置が高性能化されてくると、その製造工程が高度化し製造コストが増加するようになる。
【０００３】
そこで、最近では、（１）第一の課題として微細なコンタクトホールの形成、（２）第二の課題としてコンタクトホールの順テーパー化、及び（３）第三の課題として一回のリソグラフィー工程による深さ或いはアスペクト比の異なる複数のコンタクトホールの形成を行うことで、半導体装置の製造コストを大幅に低減し、コンタクトホールパターンの製造工程を統合させて全体の工程数短縮の実現させることが望まれている。
【０００４】
前述の第一の課題である微細なコンタクトホールの形成を実現するため、有機膜からなるレジストを露光及び現像処理によりパターニングした後、更に熱処理を行うことで有機膜の熱リフローを起こして、変形レジスト膜を形成することが既に知られている。そして、この変形レジスト膜をマスクとして使用しエッチングを行うことで、露光の限界を超える微細な寸法のコンタクトホールを形成することが可能となる。
【０００５】
この第一の従来技術につき図を参照しながら以下説明する。図１Ａ乃至図１Ｄは、第一の従来技術に係る有機膜からなるレジスト膜の熱リフローを利用した微細なコンタクトホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【０００６】
図１Ａに示すように、基板１０１上にゲート電極１０２を選択的に形成する。その後、基板１０１及びゲート電極１０２上に第一の層間絶縁膜１０３を形成する。更に、有機膜からなるレジスト膜を第一の層間絶縁膜１０３の表面に塗布し、該レジスト膜の露光処理及びその後の現像処理を行うことで、第一の層間絶縁膜１０３の表面にレジストマスク１０６を形成する。ここで、レジストマスク１０６の開口部の寸法Ｄ１の限界は、露光の限界に依存する。
【０００７】
図１Ｂに示すように、レジストマスク１０６の開口部の寸法Ｄ１を露光の限界以上に減少させるため、１５０℃〜２００℃の範囲の温度で基板１０１全体を加熱処理することにより、レジストマスク１０６の熱リフローを起こし、レジストマスク１０６の開口部の寸法Ｄ１が寸法Ｄ２へと縮小する。但し、寸法Ｄ２は寸法Ｄ１より小さい。その結果、露光の限界を超えた微細な寸法Ｄ２の開口部を有する熱リフローで変形したレジストマスク１０７を形成する。
【０００８】
図１Ｃに示すように、寸法Ｄ２の開口部を有する熱リフローで変形したレジストマスク１０７を用いて、第一の層間絶縁膜１０３をエッチングすることで、ゲート電極１０２に達するコンタクトホール１０８を形成する。このコンタクトホール１０８の寸法は、熱リフローレジストマスク１０７の開口部の寸法Ｄ２に依存するため、レジストマスクの熱リフローを行わない場合に比べ、より微細な寸法のコンタクトホール１０８を形成することが可能となる。
【０００９】
図１Ｄに示すように、熱リフローレジストマスク１０７を公知の方法により除去することで、露光の限界を超えた微細な寸法Ｄ２で画定されるコンタクトホール１０８を有する基板が形成される。その後、公知の製造方法により目的とする半導体装置を製造する。
【００１０】
次に、前述の第二の課題であるコンタクトホールの順テーパー化に関する従来技術につき説明する。既知のリソグラフィー工程で形成したレジストマスクをそのまま使用してエッチングを行うことで、僅かではあるが順テーパー化されたコンタクトホールが形成される。
【００１１】
この第二の従来技術につき図を参照しながら以下説明する。図２Ａ乃至図２Ｃは、第二の従来技術に係る公知のリソグラフィー工程により形成したレジストマスクをそのまま使用しコンタクトホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【００１２】
図２Ａに示すように、基板２０１上にゲート電極２０２を選択的に形成する。その後、基板２０１及びゲート電極２０２上に第一の層間絶縁膜２０３を形成する。更に、第二の層間絶縁膜２０４を第一の層間絶縁膜２０３上に形成する。その後、有機膜からなるレジスト膜を第二の層間絶縁膜２０４上に塗布し、既知のリソグラフィー工程であるレジスト膜の露光処理及びその後現像処理を行うことで、第二の層間絶縁膜２０４上にレジストマスク２０６を形成する。ここで、レジストマスク２０６の開口部は僅かに順テーパー化されている。すなわち、開口部の水平方向寸法は、その深さが増大すると共に僅かに減少している。
【００１３】
図２Ｂに示すように、レジストマスク２０６を使用して第二の層間絶縁膜２０４をエッチングする。この際、レジストマスク２０６の表面が僅かに除去され、レジストマスク２０６の開口部に面する側壁が僅かに後退することで、レジストマスク２０６は、表面が僅かに除去されたレジストマスク２０７となる。図２Ｂ中の点線は、エッチング工程前のレジストマスク２０６の縦断面形状を示す。この時点で、第二の層間絶縁膜２０４中に形成されたホールは、僅かに順テーパー化されている。すなわち、開口部の水平方向寸法は、その深さが増大すると共に僅かに減少している。
【００１４】
図２Ｃに示すように、表面が僅かに除去されたレジストマスク２０７を使用して第一の層間絶縁膜２０３をエッチングすることで、ゲート電極２０２に達するコンタクトホールを形成する。この際、レジストマスク２０７の表面が更に除去され、レジストマスク２０７の開口部に面する側壁が更に後退することで、レジストマスク２０７は、更に表面が除去されたレジストマスク２０８となる。図２Ｃ中の点線は、エッチング工程前のレジストマスク２０６の縦断面形状を示す。図２Ｃに示すレジストマスク２０８の表面は、図２Ｂに示すレジストマスク２０７の表面が更に除去され、その側壁も更に後退したものであることがわかる。この時点で、第一の層間絶縁膜２０３及び第二の層間絶縁膜２０４中に形成されたコンタクトホール２０９は、僅かに順テーパー化されている。僅かに順テーパー化されることで、コンタクトホール２０９底部での寸法は、その上部での寸法に比べて僅かではあるが小さくなっている。
【００１５】
その後、レジストマスク２０８を公知の方法により除去することで、僅かに順テーパー化されたコンタクトホール２０９を有する基板が形成される。その後、公知の製造方法により目的の半導体装置を製造する。
【００１６】
次に、前述の第三の課題である一回のリソグラフィー工程により深さ或いはアスペクト比の異なる複数のコンタクトホールの形成を行うことに関する従来技術につき説明する。第三の従来技術として図を参照しながら以下説明する。図３Ａ乃至図３Ｄは、第三の従来技術に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【００１７】
図３Ａに示すように、基板３０１上に第一の電極３０２を選択的に形成する。その後、基板３０１及び第一の電極３０２上に第一の層間絶縁膜３０３を形成する。その後、第一の層間絶縁膜３０３上に第二の電極３０５を選択的に形成する。ここで、図示されるように、第二の電極３０５の水平方向における位置は、第一の電極３０２のそれとは異なる。更に、第二の層間絶縁膜３０４を第一の層間絶縁膜３０３及び第二の電極３０５上に形成する。その後、有機膜からなるレジスト膜を第二の層間絶縁膜３０４上に塗布し、既知のリソグラフィー工程であるレジスト膜の露光処理及びその後現像処理を行うことで、第二の層間絶縁膜３０４上にレジストマスク３０６を形成する。ここで、レジストマスク３０６は、第一の開口部３０６−１と第二の開口部３０６−２とを有する。第一の開口部３０６−１は第一の電極３０２の上方Ｃ２に位置し、第二の開口部３０６−２は第二の電極３０５の上方Ｃ１に位置する。図に示すように、第一の開口部３０６−１の水平方向寸法Ｄ１は、第二の開口部３０６−２の水平方向寸法Ｄ２より大きい。
【００１８】
図３Ｂに示すように、レジストマスク３０６を使用して第二の層間絶縁膜３０４及び第一の層間絶縁膜３０３をエッチングすることで、第一のコンタクトホール３０７及び第二のコンタクトホール３０８を形成する。図に示すように、第一のコンタクトホール３０７は、レジストマスク３０６の第一の開口部３０６−１に整合して形成され、第二の層間絶縁膜３０４及び第一の層間絶縁膜３０３を貫通し、第一の電極３０２の表面に達している。そして、第一のコンタクトホール３０７の深さｄ１は、第一の層間絶縁膜３０３及び第二の層間絶縁膜３０４の各厚さの和から第一の電極３０２の厚さを差し引いた値に相当する。更に、第一のコンタクトホール３０７の水平方向の寸法は、レジストマスク３０６の第一の開口部３０６−１の水平方向の寸法Ｄ１で画定される。
【００１９】
一方、第二のコンタクトホール３０８は、レジストマスク３０６の第二の開口部３０６−２に整合して形成され、第二の層間絶縁膜３０４を貫通し、第二の電極３０５の表面に達している。そして、第二のコンタクトホール３０８の深さｄ２は、第二の層間絶縁膜３０４の厚さから第二の電極３０５の厚さを差し引いた値に相当する。すなわち、第二のコンタクトホール３０８の深さｄ２は、第一のコンタクトホール３０７の深さｄ１より浅い（ｄ１>ｄ２）。更に、第二のコンタクトホール３０８の水平方向の寸法は、レジストマスク３０６の第二の開口部３０６−２の水平方向の寸法Ｄ２で画定される。
【００２０】
前述したように、第一のコンタクトホール３０７及び第二のコンタクトホール３０８は、同一のレジストマスク３０６を使用した同一のエッチング工程により形成される。ここで、エッチングの深さがｄ２に達したところで、第二の電極３０５の表面が露出し第二のコンタクトホール３０８が形成され、Ｃ１の位置ではエッチングオフとなるが、一方、Ｃ２の位置では第二の層間絶縁膜３０４も完全には除去されておらず更に第一の層間絶縁膜３０３はエッチングされていない。よって、第一の電極３０２の表面が露出するまでエッチング工程を継続する。そして、第一の層間絶縁膜３０３がエッチングされ、第一の電極３０２の表面が露出し第一のコンタクトホール３０７が形成されたところでエッチング工程が完了する。
【００２１】
ここで問題なのが、第二の電極３０５の表面が露出した後第一の電極３０２の表面が露出するまでのエッチング工程により、第二の電極３０５の露出表面がオーバーエッチングによるダメージを受けることである。第一の電極３０２及び第二の電極３０５は、第一の層間絶縁膜３０３及び第二の層間絶縁膜３０４に比較してエッチングレート（速度）が十分に遅い材料、例えば金属等により形成されているため、エッチングにより第二のコンタクトホール３０８が第二の電極３０５を貫通することはないが、第二の電極３０５の露出表面は、第一の電極３０２の表面が露出するまでエッチングに曝されることとなる。例えば、第二の電極３０５の表面が露出した時Ｔ１から第一の電極３０２の表面が露出する時Ｔ２の時間間隔（Ｔ２−Ｔ１）だけ、第二の電極３０５の露出表面はオーバーエッチングされダメージを受ける。
【００２２】
図３Ｃに示すように、レジストマスク３０６を公知の方法により除去する。その後、図３Ｄに示すように、第一の配線層３０９及び第二の配線層３１０を公知の方法で形成する。ここで、第一の配線層３０９は、第一の電極３０２の露出表面及び第一のコンタクトホール３０７の側壁に沿って延在する。一方、第二の配線層３１０は、オーバーエッチングに曝された第二の電極３０５の露出表面及び第二のコンタクトホール３０８の側壁に沿って延在する。その結果、第一の電極３０２に達する深さｄ１の深い第一のコンタクトホール３０７と、オーバーエッチングに曝された第二の電極３０５に達する深さｄ２の浅い第二のコンタクトホール３０８とを有する基板が形成される。
【００２３】
その後、公知の製造方法により目的とする半導体装置を製造する。この第三の従来技術は、特許文献１の図１５のコンタクトホール４２及び４３として例示される。
【００２４】
図１Ａ乃至図１Ｄを参照して前述した第一の従来技術は、レジスト膜としての有機膜の熱リフローによりレジスト膜を変形させ、この変形レジスト膜をマスクとして使用しエッチングを行うことで、露光の限界を超える微細な寸法のコンタクトホールを形成するものである。しかしながら、この熱リフローを用いる第一の従来技術は、以下の欠点を有していた。
【００２５】
１）第一の問題は、熱リフローした後のリフロー部分の形状はフォトレジストパターンの幅に依存するため、フォトレジストパターンの幅が不均一だと、熱リフローした後のフォトレジストパターンのテーパー化の度合も不均一となることである。
【００２６】
２）第二の問題は、熱リフローによるテーパー化は、フォトレジストパターンの水平方向寸法の縮小を伴うことである。熱リフローは水平方向の寸法の増大を引起こす一方で、有機パターンの熱処理を行うと、有機パターンの体積収縮が起きる。即ち、熱リフローは、流動化による水平方向の寸法の増大と同時に、熱による有機パターンの体積収縮を引起こすため、水平方向の寸法の増大には限界がある。
【００２７】
３）第三の問題は、熱リフローは粘度が高いリフローであるため、先端が波打った不均一なリフローとなり、エッチングマスクとしてはサイドエッチングを起こし易く、不十分なテーパー形状の配線、すなわち配線の断面は垂直形状あるいは一部逆テーパー形状になり易かった。
【００２８】
また、図２Ａ乃至図２Ｃを参照して前述した第二の従来技術は、既知のリソグラフィー工程で形成したレジストマスクをそのまま使用してエッチングを行うことで、僅かではあるが順テーパー化されたコンタクトホールを形成するものである。しかしながら、この第二の従来技術は、以下の欠点を有していた。即ち、第二の従来技術による順テーパー化されたコンタクトホールのテーパーの角度は僅かであり、よって、第二の従来技術は、大きな或いは顕著な順テーパー化が必要なコンタクトホールの形成には適用できなかった。
【００２９】
図３Ａ乃至図３Ｄを参照して前述した第三の従来技術は、一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールの形成を行うものである。しかしながら、この第三の従来技術は、以下の欠点を有していた。
【００３０】
前述したように、深さの浅い方のコンタクトホールがオーバーエッチングに曝されるため以下の２つの問題が生じる。第一の問題は、深さの浅い方のコンタクトホールが達する第二の電極表面がオーバーエッチングにより大きなダメージを受け、このことが、その後に第二の電極表面及び深さの浅い方のコンタクトホールの側面に沿って延在する第二の配線の断線不良及び、第二の配線と第二の電極表面とのコンタクト抵抗の増大を引起こす原因となることである。
【００３１】
第二の問題は、コンタクトホール形状の順テーパー化が困難になることである。これは、深さの浅い方のコンタクトホールを順テーパー形状に形成したとしても、深さの浅い方のコンタクトホールの底部に近い側壁がその後のオーバーエッチングによりエッチングされ、コンタクトホールの下部領域の側壁が水平方向外側に後退し、コンタクトホールの傾斜を有する側壁が次第に垂直に近づくためである。
【００３２】
前述した第三の従来技術に係る上記第一及び第二の問題の対策として、ハーフ露光方法を利用して、浅い方のコンタクトホールを形成するためのエッチングの開始タイミングを、深い方のコンタクトホールを形成するためのエッチングの開始タイミングより遅らすことで、浅い方のコンタクトホールのオーバーエッチングを回避することが考えられる。ハーフ露光の技術は、例えば、特許文献２に開示される。このハーフ露光の技術を、以下、第四の従来技術として説明する。
【００３３】
具体的には、第一の開口部と膜厚の薄い部分とを有するレジストマスクをハーフ露光技術を利用することで形成する。その後、深い方のコンタクトホールを形成する位置に第一の開口部の位置を合わせ、一方、浅い方のコンタクトホールを形成する位置に膜厚の薄い部分の位置を合わせる。そして、エッチングの初期工程では、この第一の開口部と膜厚の薄い部分とを有するレジストマスクを使用し、深い方のコンタクトホール形成のためのエッチングのみが第一の開口部を介して行われる。
【００３４】
その後、深い方のコンタクトホール形成のためのエッチングの深さが所定の深さに達した時点で、エッチング工程を一旦中断し、レジストマスクの膜厚の薄い部分を除去し、第二の開口部を形成する。そして、第一及び第二の開口部を有する変形レジストマスクを使用し、深い方のコンタクトホール形成のためのエッチングの再開に加え、浅い方のコンタクトホール形成のためのエッチングを新たに開始する。そして、深い方のコンタクトホール形成のためのエッチングと浅い方のコンタクトホール形成のためのエッチングとを同時に行う。前述の所定の深さを、例えば、深い方のコンタクトホールの深さと浅い方のコンタクトホールの深さとの差とすることで、深さの異なるコンタクトホール形成のためのエッチングが同時に終了する。このため、オーバーエッチングが生じないため、前記第三の従来技術に係る上記第一及び第二の問題を回避できる。
【００３５】
しかしながら、前述の第四の従来技術は、ハーフ露光の技術を利用するものであるが、以下の欠点を有する。前述したように、まず第一の開口部と膜厚の薄い部分とを有するレジストマスクをハーフ露光の技術を利用して作成する必要があり、通常の露光により同一膜厚のレジストマスクを作成するより製造工程数が増加し、コスト増大になる。更に、レジストマスクの膜厚の薄い部分を除去し、第二の開口部を形成する工程が更に必要となり、製造工程数の増加及びコストの増大につながる。
【００３６】
従って、上記従来技術が抱えていた欠点及び問題が生じることのない、新規なコンタクトホールの形成方法を提供することが望まれていた。
【特許文献１】特許第３２０８６５８号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明の目的は、上記従来技術が抱えていた欠点及び問題が生じることのない、新規なエッチング方法を提供することにある。
すなわち、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、製造条件の制御が困難ではなく且つ露光の限界を超えるような微細な寸法のエッチング構造を形成する方法を提供することにある。
更に、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、一回のリソグラフィー工程によりオーバーエッチングを行うことなく、深さの異なる複数のエッチング構造を形成する方法を提供することにある。
更に、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、大きく傾斜状順テーパー化されたエッチング構造を形成する方法を提供することにある。
【００３８】
更に、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、製造条件の制御が困難ではなく且つ露光の限界を超えるような微細な寸法のコンタクトホールを形成する方法を提供することにある。
更に、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、一回のリソグラフィー工程によりオーバーエッチングを行うことなく、深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する方法を提供することにある。
更に、本発明の目的は、製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、大きく傾斜状順テーパー化されたコンタクトホールを形成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の第一の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、変形有機マスクを形成する工程とを少なくとも有する。
これらの工程によって製造工程の増加及び製造コストの増大を抑制する一方で、一回のリソグラフィー工程によりオーバーエッチングを行うことなく、深さの異なる複数のエッチング構造を形成することができる。
本発明の第二の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法を提供する。その後、前記変形有機マスクを除去する。
【００４０】
前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【００４１】
本発明の第三の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部と該第一の開口部より大きな寸法の第二の開口部とを有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ前記第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁及び前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、これら双方の側壁を覆うが、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置し且つ前記上部エッチング構造より小さな水平方向寸法を有する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する階段状に順テーパー化された第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法を提供する。その後、前記変形有機マスクを除去する。
【００４２】
前記第二のエッチング構造の前記下部エッチング構造の水平方向寸法は、前記上部エッチング構造の水平方向寸法より、前記溶解リフローにより前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れた前記変形有機マスクの水平方向厚さの概ね２倍に相当する量だけ小さい。すなわち、第二のエッチング構造の前記下部エッチング構造の水平方向寸法と前記上部エッチング構造の水平方向寸法との差は、前記溶解リフローにより前記上部エッチング構造の側壁に沿って垂流れた前記変形有機マスクの水平方向厚さに依存する。よって、前記溶解リフローにより深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを防止することに加え、深さのより深い第二のエッチング構造の階段状順テーパー化を新たな工程を付加することなく可能にする。
【００４３】
本発明の第四の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有する有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングすることで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法を提供する。その後、前記変形有機マスクを除去する。
【００４４】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【００４５】
本発明の第五の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造の側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法を提供する。その後、前記変形有機マスクを除去する。
【００４６】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【００４７】
前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成するには、利用可能な既知の手法を使用してもよく、その典型例としてハーフ露光や印刷法を含むが、必ずしもこれに限定するものではない。ハーフ露光を使用する場合、前述したように製造工程数の増加を伴うため、これを避けるには印刷法が好ましい。
【００４８】
本発明の第六の側面によれば、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくともいずれか１つを含み且つ被エッチング構成要素上に位置する有機膜をパターニングして、第一の開口部及び第二の開口部を有すると共に前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成する工程と、前記有機マスクを使用して前記被エッチング構成要素を選択的にエッチングを行うことで、第一の最終目的レベルの深さを有し且つ第一の開口部下に位置する第一のエッチング構造と、前記第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有し且つ第二の開口部下に位置する上部エッチング構造とを形成する工程と、前記第二の開口部の近傍部分であって膜厚が薄い部分のみを除去する工程と、前記有機マスクを有機溶剤に接触させることで前記有機マスクを溶解してリフローし、前記溶解リフローにより前記有機マスクの一部が前記第一のエッチング構造のみの側壁に沿って垂流れることで、前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造の上端部の周囲領域まではリフローされるが前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを形成する工程と、前記変形有機マスクを使用して、前記被エッチング構成要素を前記第一の最終目的レベルの深さより深い第二の最終目的レベルの深さまで選択的にエッチングを行う一方で前記第一のエッチング構造の底部はエッチングによるダメージを受けないようにすることで、前記上部エッチング構造直下に位置する下部エッチング構造を形成することで、前記第一の最終目的レベルの深さを有する前記第一のエッチング構造と、前記上部エッチング構造と前記下部エッチング構造とからなり且つ前記第二の最終目的レベルの深さを有する第二のエッチング構造とを形成する工程とを含むエッチング方法を提供する。その後、前記変形有機マスクを除去する。
【００４９】
前記第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【００５０】
前記第二の開口部の近傍部分の膜厚が他の部分に比べて薄い有機マスクを形成するには、利用可能な既知の手法を使用してもよく、その典型例としてハーフ露光や印刷法を含むが、必ずしもこれに限定するものではない。ハーフ露光を使用する場合、前述したように製造工程数の増加を伴うため、これを避けるには印刷法が好ましい。また、前記有機マスクの前記第二の開口部の近傍部分であって膜厚が薄い部分のみを除去する工程の典型例は、前記有機マスクのアッシング工程を含むが、必ずしもこれに限定するものではない。
【発明の効果】
【００５１】
前述した本発明の第一乃至第六の側面によれば、前記第一のエッチング構造の少なくとも底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【００５２】
また、前記溶解リフローにより深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを防止することに加え、深さのより深い第二のエッチング構造の階段状順テーパー化を新たな工程を付加することなく可能にする。
尚、本発明に係る有機膜及び有機マスクは、典型的には、レジスト膜及びレジストマスクであってもよい。よって、以下の説明では、有機膜及び有機マスクの典型例としてレジスト膜及びレジストマスクを使用する場合につき説明するが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
前述したように、本発明の第一乃至第六の側面によれば、エッチングの深さが互いに異なる第一及び第二のエッチング構造を一回のリソグラフィ工程により形成する方法であって、有機膜及び有機溶媒を添加した膜の少なくとも１つの含む有機マスク即ちレジストマスクを形成し、該レジストマスクを使用し第一のエッチング工程を行った後、該レジストマスクを溶解リフローにより変形させ、この変形レジスト膜をマスクとして使用し第二のエッチング工程を行うことで、浅い深さを有する第一のエッチング構造の底部が、該第二のエッチング工程におけるエッチングによるダメージを防止することが可能となる。
【００５４】
すなわち、変形レジスト膜をマスクとして使用して行われる第二のエッチングにおいて、パターニングされたレジストマスクを使用して行った第一のエッチングにより上記第一のエッチング構造の形成は完了する。そして、その後のレジストの溶解リフローにより、第一のエッチング構造の少なくとも底部は、溶解リフローされた変形レジストマスクで覆われ或いは塞がれる。このため、第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングされることもなく、またエッチングによるダメージを受けることもない。
【００５５】
一方、第二のエッチング構造に関しては、第一のエッチングにより形成された上部エッチング構造の底部は、例えその一部が溶解リフローされた変形レジストマスクで覆われることはあっても、完全に塞がれることはない。例えば、上記本発明の第二の側面によれば、上部エッチング構造の側壁に沿ってレジストがリフローされるものの、上部エッチング構造の底部の中心領域は、溶解リフローされた変形レジストマスクで覆われることはなく、露出した状態にある。また、上記本発明の第三乃至第五の側面によれば、上部エッチング構造内にレジストがリフローされることがないため、上部エッチング構造の底部は溶解リフローされた変形レジストマスクで覆われることはなく、露出した状態にある。この溶解リフローされた変形レジストマスクを使用して第二のエッチングを行うことで、上部エッチング構造の底部は更にエッチングされ、その結果、上部エッチング構造に連続し、且つその直下に位置する下部エッチング構造が形成される。
【００５６】
第一のエッチング構造は第一の最終目的レベルの深さを有し、第二のエッチング構造における上部エッチング構造は、第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有する。従って、第一のエッチング構造の底部に電極或いは配線等の導電性構成要素が存在する場合であっても、第一のエッチング工程では、導電性構成要素がエッチングされたり或いは実質的なダメージを受けたりすることはない。そして、レジストマスクを溶解リフローし、第一のエッチング構造の底部を溶解リフローされた変形レジストマスクの一部で完全に塞いでしまうため、その後の第二のエッチング工程では、第一のエッチング構造の底部はエッチングされたり或いはダメージを受けたりすることはない。
【００５７】
溶解リフローされた変形レジストマスクの一部で第一のエッチング構造の内少なくとも底部が塞がれればよく、従って、溶解リフローされた変形レジストマスクの一部で第一のエッチング構造が完全に充填される必要はない。勿論、第一のエッチング構造が完全に充填されてもよい。例えば、第一のエッチング構造の水平方向の寸法が大きい場合、或いは第一のエッチング構造の体積が大きい場合、このような第一のエッチング構造を完全に充填するには、第一のエッチング構造の体積を超える量のレジストが溶解リフローにより第一のエッチング構造内に流れ込む必要がある。このような、第一のエッチング構造の体積を超える量のリフローを引起すことが難しい場合、或いは何らかの不利益又は不都合を生じる場合、第一のエッチング構造を完全に充填することを避け、第一のエッチング構造の底部が完全に覆われた時点で、溶解リフローを中止してもよい。
【００５８】
また、第一のエッチング構造の水平方向の寸法がそれほど大きくない場合、或いは第一のエッチング構造の体積がそれほど大きくない場合、そして、第一のエッチング構造のアスペクト比がそれほど大きくない場合、レジストの溶解リフローにより第一のエッチング構造を完全に充填することが比較的容易である可能性がある。このような場合は、レジストの溶解リフローにより第一のエッチング構造を完全に充填してもよい。
【００５９】
また、第一のエッチング構造の水平方向の寸法が非常に小さく、且つ第一のエッチング構造のアスペクト比が非常に大きいため、溶解リフローされたレジストが、第一のエッチング構造の底部に直接到達し難い場合であっても、溶解リフローされたレジストが第一のエッチング構造の上部或いは中部まで到達し、結果として第一のエッチング構造の底部が間接的に溶解リフローされたレジストにより塞がれている場合、第一のエッチング構造の底部がその後の第二のエッチング工程でエッチングされたり或いはダメージを受けたりすることはない。
【００６０】
結論として、第二のエッチング工程を開始する前に行われるレジストの溶解リフローで、第一のエッチング構造の底部が溶解リフローされたレジストにより塞がれることで、第一のエッチング構造の底部がその後の第二のエッチング工程でエッチングされたり或いはダメージを受けたりすることはない。
【００６１】
一方、前述したように、第二のエッチング構造における上部エッチング構造の底部は、レジストの溶解リフロー後も塞がれない。例えば、上記本発明の第二の側面によれば、上部エッチング構造の側壁及び第一のエッチング構造の側壁の双方に沿って、レジストが溶解リフローにより垂れ流れる。ここで、例えば、上部エッチング構造の水平方向寸法が第一のエッチング構造の水平方向寸法より大きい場合、レジストが溶解リフローにより第一のエッチング構造がリフローしたレジストにより完全に塞がれた時点では、まだ上部エッチング構造はその側壁にリフローしたレジストが存在するものの、上部エッチング構造は塞がれておらず、上部エッチング構造の底部は露出した状態にある。
【００６２】
そして、溶解リフローにより形成した変形レジストマスクを使用して第二のエッチングを行うことで、上部エッチング構造の底部の露出部分をエッチングして、下部エッチング構造を形成する。このため、下部エッチング構造の水平方向寸法は、上部エッチング構造の水平方向寸法より、上部エッチング構造の側壁にリフローしたレジストの膜厚の略２倍に相当する分だけ小さくなる。この結果、上部エッチング構造と該上部エッチング構造より小さい水平方向寸法を有する下部エッチング構造とからなる第二のエッチング構造は、階段状順テーパー形状となる。
【００６３】
上記本発明の第四乃至第六の側面によれば、第一のエッチング構造の側壁の双方に沿ってレジストが溶解リフローにより垂れ流れるが、溶解リフローしたレジストは上部エッチング構造中にはリフローされない。
【００６４】
例えば、本発明の第五の側面によれば、溶解リフロー前のレジストマスクの厚さが、その第二の開口部の周囲または近傍において薄くなるよう形成する。そうすることで、第二の開口部の周囲または近傍のレジスト部分は、溶解リフローされてもその量が少ないため、第二の開口部下に位置する上部エッチング構造の上端部の周囲部でレジストの溶解リフローが止まり、上部エッチング構造の側壁に沿ってレジストが垂れ流れることを抑制する。
【００６５】
例えば、本発明の第六の側面（部によれば、より確実に溶解リフローしたレジストが上部エッチング構造中にリフローするのを防ぐため、第二の開口部の周囲または近傍において薄くなるよう形成したレジストマスクを使用して第一のエッチングを行い第一のエッチング構造と上部エッチング構造とを形成した後、第二の開口部の周囲または近傍の膜厚の薄い部分が除去されるようレジストマスクを加工する。その後レジストマスクの溶解リフローを行うことで、リフローされたレジストを第二の開口部下に位置する上部エッチング構造の上端部の周囲部でレジストの溶解リフローが止まり、上部エッチング構造の側壁に沿ってレジストが垂れ流れることを抑制する。  
【００６６】
この場合、レジストマスクの膜厚の薄い部分の距離が溶解リフローの距離に相当するように該レジストマスクを形成しておくことで、溶解リフローしたレジストが上部エッチング構造の上端部の周囲部で丁度止まることが重要である。もし、溶解リフローしたレジストが上部エッチング構造の上端部に到達しない場合、該上部エッチング構造の上端部の周囲部分はレジストに覆われず露出することになる。この状態で第二のエッチングを行った場合、この上部エッチング構造の上端部の周囲部分もエッチングされることになる。
【００６７】
このことを防ぐには、溶解リフローしたレジストが上部エッチング構造の上端部に到達した時点で溶解リフローを中止することが必要である。この時、第一のエッチング構造が溶解リフローにより完全に充填されていなくとも、第一のエッチング構造の底部が塞がれていればよい。この理由は前述した通りである。従って、溶解リフローしたレジストが上部エッチング構造の上端部に到達した時点で、第一のエッチング構造の底部が既に塞がれていれば問題はないので、溶解リフロー中止のタイミングは、溶解リフローしたレジストの上部エッチング構造の上端部へ到達するタイミングに合わせる。
【００６８】
そして、溶解リフローにより形成した変形レジストマスクを使用して第二のエッチングを行うことで、上部エッチング構造の底部の露出部分をエッチングして、下部エッチング構造を形成する。このため、下部エッチング構造の水平方向寸法は、上部エッチング構造の水平方向寸法と略同一となる。この結果、上部エッチング構造と該上部エッチング構造と略同一の水平方向寸法を有する下部エッチング構造とからなる第二のエッチング構造は、実質的にテーパー化されていない形状となる。
【００６９】
更に、本発明の第一乃至第四の側面において、第一のエッチング工程の前にレジストマスクを溶解リフローにより変形させ、該レジストマスクの開口部の水平方向寸法を縮小させて、該縮小した水平方向寸法の開口パターンを有する変形レジストマスクを使用し、第一のエッチング工程を行うことも可能である。この場合、上記第一及び第二のエッチング構造のうち少なくともいずれか一つの水平方向寸法を露光の限界を超えて微小化することが可能となる。
【００７０】
溶解リフローは、有機膜又は有機溶媒を添加した膜を溶解する薬液を当該膜に浸透させて、薬液により当該膜を溶解してリフローするものである。このリフローを溶解リフロー、薬液溶解リフローまたは薬液リフローと呼ぶが、本願においては統一して溶解リフローと呼ぶ。有機膜又は有機溶媒を添加した膜を溶解する上記薬液は、有機溶剤を含むものである。
【００７１】
有機膜又は有機溶媒を添加した膜に有機溶剤を浸透させるには、該膜を有機溶剤の蒸気に暴露するか或いは有機溶剤の希釈溶液に浸漬する。ことにより、該有機膜又は有機溶を媒添加した膜を変形させることで、露光の限界を超える微細な寸法のパターンを有するレジストマスクを使用してエッチングを行い、レジストマスク下に位置するエッチングの対象となる膜の一部を除去する。
【００７２】
被エッチング構成要素の典型例として、層状或いは膜状構成要素が挙げられ、特に単一層又は多層構造の層間絶縁膜等の絶縁膜が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、エッチング可能な構成要素であればよい。また被エッチング構成要素の物質についても特に限定する必要はなくエッチング可能な物質であればよい。
【００７３】
本願において、「エッチング構造」とは先に定義した通りであり、その典型例としてコンタクトホールが挙げられるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ビアホール、スルーホールや溝構造或いはその他エッチングにより形成される構造全てを含む。さらに、コンタクトホール底部が達する構成要素の典型例として、ゲート電極或いは制御電極又はソース電極或いはドレイン電極等の各種電極が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。また、ビアホール底部或いはスルーホール底部が達する構成要素の典型例として、配線層等が挙げられるが必ずしもこれらに限定されるものではない。また溝構造の場合は、エッチングは被エッチング構成要素を貫通しないよう途中のレベルで止めてもよいし、或いは該構成要素を貫通するよう行ってもよい。いずれにしても、エッチングにより形成する構造は特定のものに限定されない。
【００７４】
また、レジストマスクが開口部からなるレジストパターンを有する場合、レジストマスクの溶解リフローにより、該開口部の水平方向寸法は縮小する。これにより、変形前の開口部の寸法の微小化が露光の限界で制限されたとしても、レジストマスクの溶解リフローにより露光の限界を超えた開口部の寸法の微小化が可能となる。
【００７５】
また、先に第二の従来技術として図２Ａ乃至図２Ｃを参照して説明したように、一般的には、リソグラフィー技術により形成したレジストマスクの開口部は、僅かではあるが傾斜状順テーパー化されている。しかしながら傾斜状順テーパー化の程度が極僅かであるため、このレジストマスクを使用してエッチングしたとしても、前記エッチングされた構造の縦断面形状は、極僅かに傾斜状順テーパー化されるにすぎない。
【００７６】
しかしながら、上記本発明の第四乃至第六の側面によれば、階段状順テーパー化された深いエッチング構造を実現することが可能となる。
【００７７】
上記本発明の第一乃至第六の側面による方法は、レジストのリフローは、熱リフローと溶解リフローとがあるが、溶解リフローの方が熱リフローより以下の点で優れている。有機パターンの一例であるフォトレジストパターンは、熱リフローによるテーパー化は以下の３つの問題を引起こす。１）第一の問題は、熱リフローした後のリフロー部分の形状はフォトレジストパターンの幅に依存するため、フォトレジストパターンの幅が不均一だと、熱リフローした後のフォトレジストパターンのテーパー化の度合も不均一となることである。
【００７８】
２）第二の問題は、熱リフローによるテーパー化は、フォトレジストパターンの水平方向寸法の縮小を伴うことである。熱リフローは水平方向の寸法の増大を引起こす一方で、有機パターンの熱処理を行うと、有機パターンの体積収縮が起きる。即ち、熱リフローは、流動化による水平方向の寸法の増大と同時に、熱による有機パターンの体積収縮を引起こすため、水平方向の寸法の増大は、溶解リフローほど大きくない。これに対し、溶解リフローは、高温加熱を特に必要とせず、逆に低温で流動化による水平方向の寸法の増大に加え、高温加熱を必要とせず、低温での処理の為、有機パターンの体積収縮は起きず、有機溶剤浸透による有機パターンの体積膨張のみを引き起す。このため、パターン間隔の縮小には熱リフローより溶解リフローの方が有利である。但し、溶解リフローの後の過熱する場合があるが、それは浸透した溶剤の蒸発乾燥の為であり熱リフローさせるほど加熱を行わない。又は、溶解リフローと熱リフローとの組み合わせの効果を狙った場合であり、溶解リフロー処理そのものは、高温を必要としていない。
【００７９】
３）第三の問題は、熱リフローは、粘度が高いリフローであるため、リフロー先端が波打った不均一なリフローとなり、エッチングマスクとしてはサイドエッチングを起こし易く、エッチング構造の断面が垂直形状あるいは一部逆テーパー形状になり易い。一方、溶解リフローは粘度が低いリフローであるため、リフロー先端は滑らかで波打のない理想的な形状となる。このことが、サイドエッチングを起きにくくし、エッチング構造の断面が十分大きなテーパー形状を有することを可能にする。
【００８０】
上記レジスト膜は、有機膜の単一層構造、有機膜の多層構造、有機溶媒を添加した膜の単一層構造、有機溶媒を添加した膜の多層構造、或いは有機膜と有機溶媒を添加した膜との多層構造のいずれで構成してもよい。ここで、有機膜は有機系材料と有機溶剤で主に構成され、一方、有機溶媒を添加した膜は無機系材料と有機溶剤で主に構成される。
【００８１】
有機系材料の典型例として、既知のレジストの材料、アクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミド等の樹脂及び、高分子有機材料を挙げることができる。無機材料の典型例として、シロキサン又は、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、カルボシラン、シリコン、無機ガラス等を挙げることができる。有機溶剤の典型例として、以下に記載する有機溶剤薬液が全て使用可能である。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
【００８２】
また有機膜は、水溶性材料で構成し得る。この場合、水溶性材料の典型例として、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのうち１種類、又はこれらの２種類以上の混合物、或いは、これらの塩を主成分とする材料、または、以上に記載した材料に無機材料を混合した材料を挙げることができる。
【００８３】
有機膜が有機溶剤に溶解性の有る有機材料、又は無機材料で主に構成されている場合には、薬液として有機溶剤の溶液を用い、水に溶解性のある有機溶剤と有機材料、又は有機溶剤と無機材料で主に構成されている場合には、薬液として少なくとも水を含む水溶液を用いることで同様の処理効果を得ることも可能である。
【００８４】
以下では、特に有機溶剤に溶解性のある有機系材料で有機膜が構成されている場合で、薬液に有機溶剤の溶液を用い、リフロー方法として前述の第１のリフロー方法、すなわち薬液蒸気に暴露するリフロー方法を用いた例を示す。しかしながら、有機膜には、前述したように無機系材料と有機溶剤で主に構成されている有機膜、水溶性材料で主に構成された有機膜、水溶性材料と無機材料を混合したものを材料として用いることも可能であり、リフロー方法としては、第２のリフロー方法、すなわち薬液中へ浸漬するリフロー方法を用いることも可能である。
【００８５】
レジストの種類の典型例として、紫外線に感光するフォトレジスト、Ｘ線に感光するＸ線レジスト及びエレクトロンビームに感光するエレクトロンビームレジストを挙げることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。レジストの材料としては、次のような有機レジストが好ましい。例えば、高分子化合物と感光剤及びその他添加剤から形成されるものとして、有機材料のみからなるレジストや有機材料と無機材料との混合からなるレジストがある。
【００８６】
有機材料のみからなるレジストの典型例として、以下のものを含むが、必ずしもこれらに限定されるものではない。ポリビニル系レジストの例としてポリビニルケイ皮酸エステルが挙げられる。また、ゴム系レジストの例としては、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物とを混合した物質が挙げられる。ノボラック樹脂系レジストの例としては、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルとを混合とを混合した物質が挙げられる。さらにアクリル酸の共重合樹脂系レジストの例としてポリアクリルアミドやポリアミド酸が挙げられる。その他のレジストの例としては、臭素或いはヨウ素を添加したレジスト、又は臭素或いはヨウ素を多く含むレジストが挙げられる。
【００８７】
一方、有機材料と無機材料の混合からなるレジストの例としては、金属含有レジストが挙げられる。この金属含有レジストの例として、シリコン含有レジストとして、シロキサン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリシリーン、又はカルボシランを含むレジストが挙げられる。また、シリコン以外の金属を含有するレジストの例としてゲルマニウムを含有するレジストが挙げられる。
【００８８】
また、レジストマスクは、ネガ型あるいはポジ型のいずれのレジストで形成されていてもよい。ポジ型としては、ノボラック樹脂系の、例えば、クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド−５−スルフォン酸エステルを混合した物質が適している。ネガ型としては、ゴム系の、例えば、環化ポリイソプレンや環化ポリブタジエンにビスアジド化合物を混合した物質が適している。
【００８９】
有機物質を含むレジスト膜の溶解リフローを引起こすためには、レジスト膜を有機溶剤に接触させる。この接触させる方法の典型例として、有機溶剤の蒸気にレジスト膜を暴露するか、有機溶剤の希釈溶液に浸漬することが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、有機溶剤をレジスト膜表面に接触させその内側まで浸透させることができればよい。実際には有機溶剤を含む薬液の蒸気にレジスト膜を暴露するか、該薬液の希釈溶液に浸漬してもよい。
【００９０】
薬液に含まれる有機溶剤の典型例として、以下に示す有機溶剤のうち少なくとも一つを含む。有機溶剤（Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示す）：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
【００９１】
前記第一及び第二のエッチング構造のうち少なくともいずれか１つが達する位置すなわちそのエッチング構造の直下に、導電構成要素が存在してもよい。そして、前記第一及び第二のエッチング構造のうち少なくともいずれか１つを介して、この導電構成要素への電気的導電を確保することが可能となる。この場合、前記第一及び第二のエッチング構造の典型例として、コンタクトホール、ビアホール或いはスルーホール等の導電を目的とした各種ホールや、各種溝構造が挙げられる。そして、エッチング構造の直下に位置する導電構成要素の典型例として、各種電極や各種配線等が挙げられる。各種電極の典型例として、ゲート電極に代表される制御電極や、ソース電極或いはドレイン電極に代表される信号電極やバイアス電極等が挙げられる。配線は、基板表面上に延在する配線でもよく、また、多層配線構造における基板表面より高いレベルを有する配線でもよい。
【００９２】
エッチング構造の直下に位置する導電構成要素は、金属、合金、高融点金属及び半導体等の導電性を示す物質で構成し得るが、取分け、深さのより浅い方の第一のエッチング構造の直下に位置する導電構成要素は、被エッチング構成要素よりエッチング速度の遅い物質、例えば金属、合金、金属窒化物或いは高融点金属等で構成することが好ましい。導電構成要素を被エッチング構成要素よりエッチング速度の遅い物質で構成することで、第一のエッチング工程で該導電構成要素がオーバーエッチングされるのを防ぐことが容易となる。その後、第二のエッチング構造の下部エッチング構造を形成するための第二のエッチング工程では、第一のエッチング構造の底部すなわち第一のエッチング構造の直下に位置する導電構成要素は、溶解リフローしたレジストで塞がれているため、第一のエッチング構造の底部すなわち該導電構成要素が第二のエッチングに曝されることはない。
【００９３】
前述したように、第一のエッチング構造は第一の最終目的レベルの深さを有し、一方、該第一のエッチング構造を形成する第一のエッチング工程で同時に形成される第二のエッチング構造の上部エッチング構造は、該第一の最終目的レベルの深さと同一或いはそれに近い深さレベルを有する。このため、第一のエッチング構造の直下に位置する導電構成要素は、実質的にオーバーエッチングに曝されず、実質的なダメージを受けることはない。しかし、第一のエッチング構造の直下に位置する導電構成要素が被エッチング構成要素よりエッチング速度の遅い物質で構成されることで、例え僅かな時間該導電構成要素がエッチングの粒子に曝されても、実質的に該導電構成要素がエッチングされることはなく、実質的なダメージも殆どない。
【００９４】
上記第一のエッチング構造の直下に位置する導電構成要素の典型例として、以下に列挙する金属膜構造体を挙げることができる。
・ＩＴＯ膜
・インジウムスズ合金
・アルミニウムまたはアルミニウム合金の１層構造
・クロムまたはクロム合金の１層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がクロムまたはクロム合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がチタンまたはチタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層が窒化チタンまたは窒化チタン合金の２層構造
・１層がアルミニウムまたはアルミニウム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層がクロムまたはクロム合金で、他の層がモリブデンまたはモリブデン合金の２層構造
・１層目及び３層目がクロムまたはクロム合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・１層目及び３層目がモリブデンまたはモリブデン合金で、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、クロムまたはクロム合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、モリブデンまたはモリブデン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
・アルミニウムまたはアルミニウム合金、窒化チタンまたは窒化チタン合金、チタンまたはチタン合金の３層構造
【００９５】
さらに、レジストマスクを使用し第一のエッチング工程を行うことで、第一のエッチング構造及び上部エッチング構造を形成する際、レジストマスク表面は、エッチングによるダメージを受け変質する可能性がある。この場合、レジストマスク表面に形成された変質層を除去することは必須ではないが、そうすることが望ましい。
【００９６】
前記レジストの表面の変質層を除去する工程は、典型的には、プラズマ処理、または、ＵＶオゾン処理することにより行うことが可能である。前記プラズマ処理は、Ｏ２ガスを含むプラズマ処理用ガス、フッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガス、Ｏ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスのいずれかのプラズマ処理用ガスを用いて行うことが可能である。前記プラズマ処理用ガスがフッ素系ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３のいずれかを含むガスであり、前記プラズマ処理用ガスがＯ２ガスとフッ素系ガスの混合ガスを含むプラズマ処理用ガスであるときは、ＳＦ６／Ｏ２、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３／Ｏ２のいずれかのガスを含む。
【００９７】
本発明の第五及び第六の側面において、第二の開口部の周囲または近傍において薄くなるようレジストマスクを形成するには、ハーフ露光や印刷法等の既知の方法を適用し得る。このレジストマスクの部分的膜厚の制御方法としては、（１）露光工程で使用するレチクルのマスクパターンにおいて遮光部と少なくとも２段階以上の透過光量に制御した半遮光部とが形成され、前記遮光部と半遮光部とがレジスト膜に転写され前記レジストマスクが形成される様にする方法、（２）露光工程で２種以上のレチクルマスクを使用し、露光量をすくなくとも２段階以上に変化させ露光することで前記レジストマスクが形成される様にする方法が、例として挙げられる。
【００９８】
また、本発明の第六の側面において、第二の開口部の周囲または近傍の膜厚の薄い部分が除去されるようレジストマスクを加工する工程として、既知の方法を適用し得る。その典型例として、前記変形レジストマスクに対して酸素を用いたアッシング処理または紫外線や熱を用いたオゾン処理等を挙げることができる。アッシング処理は、酸素プラズマ雰囲気中で行うことが好ましく、レジストマスクのうち膜厚の薄い部分が完全に除去されるまで行う。
【００９９】
前述した本発明の第一乃至第六の側面によれば、互いに異なる深さを有する複数のエッチング構造を有するあらゆる半導体装置の製造方法に適用することが可能である。半導体装置の種類については特に限定されるものではなく、その例として、液晶表示装置やＥＬ表示装置等の各種表示装置並びに該表示装置用の基板として薄膜トランジスタ基板等のアクティブマトリックス基板が挙げられる。
【０１００】
以下説明する実施例は、前述した本発明の第一乃至第六の側面を実施するための典型例である。本発明の主題を既に詳細に説明したが、本発明の前述の第一乃至第六の側面の典型的な実施態様を理解するのを容易にする目的で、以下の１又はそれ以上の典型的かつ好適な実施例における更なる説明を以下図面を参照して行う。
【実施例１】
【０１０１】
以下、実施例１を説明するが、この実施例１は、前述した本発明の第一乃至三の側面を実施するための典型例に相当する。図４Ａ乃至図４Ｅは、本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【０１０２】
図４Ａに示すように、基板１上に第一の導電性構成要素２を選択的に形成する。基板１は絶縁性基板で構成し得る。この絶縁基板は、例えば、液晶表示装置に用いられるガラス等の透明基板、アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、半導体集積回路に用いられるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜であっても良い。また、第一の導電性構成要素２は導電性膜で構成し得る。導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、単層の場合はクロムまたはモリブデンあるいはそれらの合金、積層する場合はクロム・アルミニウムまたはアルミニウム・モリブデンであり、３層の場合はモリブデン−アルミニウム−モリブデンで構成してもよい。第一の導電性構成要素２を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば２００〜５００ｎｍ程度であってもよい。第一の導電性構成要素２は、例えば、ゲート電極としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１０３】
その後、基板１及び第一の導電性構成要素２上に第一の層間絶縁膜３を形成する。第一の層間絶縁膜３は既知の材料で構成し得る。また、第一の層間絶縁膜３の膜厚は、第一の導電性構成要素２の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１０４】
その後、第一の層間絶縁膜３上に第二の導電性構成要素５を選択的に形成する。ここで、図示されるように、第二の導電性構成要素５の水平方向における位置は、第一の導電性構成要素２のそれとは異なる。第二の導電性構成要素５は１層又は多層構造の導電性膜で構成し得るが、特に層構造については限定する必要はない。
【０１０５】
例えば、図４Ａに図示するように、第二の導電性構成要素５を二層構造で構成し得る。この場合、第二の導電性構成要素５は、下層導電膜５−１及び上層導電膜５−２で構成し得る。二層構造の場合、例えば、下層導電膜５−１を抵抗率のより低い材料で構成し、上層導電膜５−２をエッチングレートのより低い材料で構成してもよい。そうすることで、第二の電極５の抵抗を低下させると共に、第二の導電性構成要素５が後に説明する第一のエッチング工程でオーバーエッチングによるダメージを抑制することが可能となる。
【０１０６】
第二の導電性構成要素５を構成する導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、単層の場合はクロムまたはモリブデンあるいはそれらの合金、積層する場合はクロム・アルミニウムまたはアルミニウム・モリブデンであり、３層の場合はモリブデン−アルミニウム−モリブデンで構成してもよい。第二の導電性構成要素５を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば２００〜５００ｎｍ程度であってもよい。二層構造の場合、例えば、下層導電膜５−１及び上層導電膜５−２の各厚さは、前述したそれぞれの役割を考慮し適宜決定することが可能であるが、例えばそれぞれ０．１〜０．５μｍ程度であってもよい。第二の導電性構成要素５は、例えば、ゲート電極以外の電極であるソース電極やドレイン電極または、電極以外のオーミックコンタクト、或いは配線としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１０７】
更に、第二の層間絶縁膜４を第一の層間絶縁膜３及び第二の導電性構成要素５上に形成する。第二の層間絶縁膜４は既知の材料で構成し得る。また、第二の層間絶縁膜４の膜厚は、第二の導電性構成要素５の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１０８】
その後、有機膜からなるレジスト膜を第二の層間絶縁膜４上に塗布し、既知のリソグラフィー工程であるレジスト膜の露光処理及びその後現像処理を行うことで、第二の層間絶縁膜４上にレジストマスク６をパターニングして形成する。ここで、レジストマスク６は、第一の開口部６−１と第二の開口部６−２とを有する。第一の開口部６−１は第二の導電性構成要素５の上方に位置し、第二の開口部６−２は第一の導電性構成要素２の上方に位置する。図４Ａに示すように、第一の開口部６−１の水平方向寸法Ｄ１は、第二の開口部６−２の水平方向寸法Ｄ２より小さい。
【０１０９】
図４Ｂに示すように、レジストマスク６を使用して第一のエッチング工程を行い、第二の層間絶縁膜４のみを選択して異方性エッチングすることで、第一のコンタクトホール７及び第二のコンタクトホールの上部部分８−１を第二の層間絶縁膜４中に形成する。図４Ｂに示すように、第一のコンタクトホール７は、レジストマスク６の第一の開口部６−１に整合して形成され、第二の層間絶縁膜４のみを貫通し、第二の導電性構成要素５の表面に達している。即ち、第二の導電性構成要素５の表面の一部は第一のコンタクトホール７を介して露出する。そして、第一のコンタクトホール７の深さｄ１は、第一の層間絶縁膜３の厚さから第一の導電性構成要素２の厚さを差し引いた値に相当する。更に、第一のコンタクトホール７の水平方向の寸法は、レジストマスク６の第一の開口部６−１の水平方向の寸法Ｄ１で画定される。
【０１１０】
一方、第二のコンタクトホールの上部部分８−１は、レジストマスク６の第二の開口部６−２に整合して形成され、第二の層間絶縁膜４のみを貫通し、該第二の層間絶縁膜４と第一の層間絶縁膜３との界面に達している。そして、第二のコンタクトホールの上部部分８−１の深さｄ２−１は、第二の層間絶縁膜３０４の厚さに相当する。すなわち、第二のコンタクトホールの上部部分８−１の深さｄ２−１は、第一のコンタクトホール７の深さｄ１より第二の導電性構成要素５の厚さ分だけ深い（ｄ２−１>ｄ１）。更に、第二のコンタクトホールの上部部分８−１の水平方向の寸法は、レジストマスク６の第二の開口部６−２の水平方向の寸法Ｄ２で画定される。
【０１１１】
前述したように、第一のコンタクトホール７及び第二のコンタクトホールの上部部分８−１は、同一のレジストマスク６を使用した同一のエッチング工程により形成される。ここで、エッチングの深さがｄ１に達したところで、第二の導電性構成要素５の表面の一部が露出し、第一のコンタクトホール７が形成される。
【０１１２】
ここで、図４Ｃに示されるようにレジストマスク６に被覆された状態で有機溶剤に接触させるとレジストマスク６が溶解し、さらにリフローする。レジストマスク６がリフローすると、第一のコンタクトホール７はその、開口径が小さいため底部のみならず、第一のコンタクトホール７を塞ぐ。
一方、第二のコンタクトホールの上部部分８は、その開口径Ｄ２が大きいため、第二のコンタクトホールの上部部分８−１の側壁も被覆する。但し、第一の層間絶縁膜３は、露出されておりレジストマスク６には被覆されない。
【０１１３】
続いて図４Ｄに示すとおり、層間絶縁膜３は露出されているため、さらにエッチングすることで選択的に層間絶縁膜３をエッチングする。このエッチングは第一の導電性構成要素２が露出するまでエッチングされる。このとき、層間絶縁膜４の側壁１２のみがレジストマスク６に被覆されてエッチングされるため、層間絶縁膜３はレジストマスク６に被覆された層間絶縁膜４のコンタクトホール８の内径Ｄ４と、層間絶縁膜３の内径Ｄ３が略同径となるようエッチングされる。従って、レジストマスク６の被覆が除去された際の内径と、層間絶縁膜４のコンタクトホール８の内径との差は、リフローにより側壁に沿って垂流れたレジストマスクの水平方向厚さの概ね２倍である。
従って、レジストマスク６を除くと層間絶縁膜４のコンタクトホールの内径Ｄ４と、層間絶縁膜３のコンタクトホールの内径Ｄ３は、レジストマスク６の厚み分の階段状順テーパーが形成される事となる。
【０１１４】
続いて図４Ｅに示すようにレジストマスク６を公知の方法により除去する。その後、第一の配線層９及び第二の配線層１０を公知の方法で形成する。ここで、第一の配線層９は、導電性構成要素５の露出表面及び第一のコンタクトホール７の側壁に沿って延在する。特に、層間絶縁膜３の内径が層間絶縁膜４の内径より小さいため、第一の配線層９の側壁にも段差が発生し、一方、第二の配線層２は所望のエッチングがなされた導電性構成要素２の露出表面及び第二のコンタクトホール８の側壁に沿って延在する。この結果、第二の導電性構成要素５はエッチングダメージを受けない状態で深さｄ１のコンタクトホール７と、適切なエッチングがなされた第一の導電性構成要素２に達する深さｄ２−１に加えて層間絶縁膜３の厚さ分のコンタクトホール８とを有する基板が生成される。
以上、上部エッチング構造は塞がない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【実施例２】
【０１１５】
以下、実施例２を説明するが、この実施例２は、前述した本発明の第二、第四及び第五の側面を実施するための典型例に相当する。図５Ａ乃至図５Ｅは、本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【０１１６】
図５Ａに示すように、基板５１上に第一の導電性構成要素５２を選択的に形成する。基板５１は絶縁性基板で構成し得る。この絶縁基板は、例えば、液晶表示装置に用いられるガラス等の透明基板、アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、半導体集積回路に用いられるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜であっても良い。また、第一の導電性構成要素５２は導電性膜で構成し得る。導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、単層の場合はクロムまたはモリブデンあるいはそれらの合金、積層する場合はクロム・アルミニウムまたはアルミニウム・モリブデンであり、３層の場合はモリブデン−アルミニウム−モリブデンで構成してもよい。第一の導電性構成要素５２を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば２００〜５００ｎｍ程度であってもよい。第一の導電性構成要素２は、例えば、ゲート電極としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１１７】
その後、基板５１及び第一の導電性構成要素５２上に第一の層間絶縁膜５３を形成する。第一の層間絶縁膜５３は既知の材料で構成し得る。また、第一の層間絶縁膜５３の膜厚は、第一の導電性構成要素５２の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１１８】
その後、第一の層間絶縁膜５３上に第二の導電性構成要素５５を選択的に形成する。ここで、図示されるように、第二の導電性構成要素５５の水平方向における位置は、第一の導電性構成要素５２のそれとは異なる。第二の導電性構成要素５５は１層又は多層構造の導電性膜で構成し得るが、特に層構造については限定する必要はない。
【０１１９】
例えば、図５Ａに図示するように、第二の導電性構成要素５５を二層構造で構成し得る。この場合、第二の導電性構成要素５５は、下層導電膜５５−１及び上層導電膜５５−２で構成し得る。二層構造の場合、例えば、下層導電膜５５−１を抵抗率のより低い材料で構成し、上層導電膜５５−２をエッチングレートのより低い材料で構成してもよい。そうすることで、第二の電極５５の抵抗を低下させると共に、第二の導電性構成要素５５が後に説明する第一のエッチング工程でオーバーエッチングによるダメージを抑制することが可能となる。
【０１２０】
第二の導電性構成要素５５を構成する導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、単層の場合はクロムまたはモリブデンあるいはそれらの合金、積層する場合はクロム・アルミニウムまたはアルミニウム・モリブデンであり、３層の場合はモリブデン−アルミニウム−モリブデンで構成してもよい。第二の導電性構成要素５５を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば２００〜５００ｎｍ程度であってもよい。二層構造の場合、例えば、下層導電膜５５−１及び上層導電膜５５−２の各厚さは、前述したそれぞれの役割を考慮し適宜決定することが可能であるが、例えばそれぞれ０．１〜０．５μｍ程度であってもよい。第二の導電性構成要素５５は、例えば、ゲート電極以外の電極であるソース電極やドレイン電極または、電極以外のオーミックコンタクト、或いは配線としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１２１】
更に、第二の層間絶縁膜５４を第一の層間絶縁膜５３及び第二の導電性構成要素５５上に形成する。第二の層間絶縁膜５４は既知の材料で構成し得る。また、第二の層間絶縁膜５４の膜厚は、第二の導電性構成要素５５の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１２２】
その後、有機膜からなるレジスト膜を第二の層間絶縁膜５４上に塗布し、既知のリソグラフィー工程であるレジスト膜の露光処理及びその後現像処理を行うことで、第二の層間絶縁膜５４上にレジストマスク５６を形成する。ここで、レジストマスク５６は、第一の開口部５６−１と第二の開口部５６−２とを有する。第一の開口部５６−１は第二の導電性構成要素５５の上方に位置し、第二の開口部５６−２は第一の導電性構成要素５２の上方に位置する。図５Ａに示すように、第一の開口部５６−１の水平方向寸法Ｄ５１は、第二の開口部５６−２の水平方向寸法Ｄ５２より小さい。
【０１２３】
開口部５６−２にハーフ露光を行いその後にアッシングすることで階段状順テーパーが設けられる。このためレジストマスク５６の通常の厚みＤ５８に対して開口部５６−２近傍の厚みはＤ５７と薄く構成される。
【０１２４】
図５Ｂに示すように、レジストマスク５６を使用して第一のエッチング工程を行い、第二の層間絶縁膜５４のみを異方性エッチングすることで、第一のコンタクトホール５７及び第二のコンタクトホールの上部部分５８−１を第二の層間絶縁膜５４中に形成する。図５Ｂに示すように、第一のコンタクトホール５７は、レジストマスク５６の第一の開口部５６−１に整合して形成され、第二の層間絶縁膜５４のみを貫通し、第二の導電性構成要素５５の表面に達している。即ち、第二の導電性構成要素５５の表面の一部は第一のコンタクトホール５７を介して露出する。そして、第一のコンタクトホール５７の深さｄ５１は、第一の層間絶縁膜５３の厚さから第一の導電性構成要素５２の厚さを差し引いた値に相当する。更に、第一のコンタクトホール５７の水平方向の寸法は、レジストマスク５６の第一の開口部５６−１の水平方向の寸法Ｄ５１で画定される。
【０１２５】
一方、第二のコンタクトホールの上部部分５８−１は、レジストマスク５６の第二の開口部５６−２に整合して形成され、第二の層間絶縁膜５４のみを貫通し、該第二の層間絶縁膜５４と第一の層間絶縁膜５３との界面に達している。そして、第二のコンタクトホールの上部部分５８−１の深さｄ５２−１は、第二の層間絶縁膜５４の厚さに相当する。すなわち、第二のコンタクトホールの上部部分５８−１の深さｄ５２−１は、第一のコンタクトホール５７の深さｄ５１より第二の導電性構成要素５５の厚さ分だけ深い（ｄ５２−１>ｄ５１）。更に、第二のコンタクトホールの上部部分５８−１の水平方向の寸法は、レジストマスク５６の第二の開口部５６−２の水平方向の寸法Ｄ５２で画定される。
【０１２６】
前述したように、第一のコンタクトホール５７及び第二のコンタクトホールの上部部分５８−１は、同一のレジストマスク５６を使用した同一のエッチング工程により形成される。ここで、エッチングの深さがｄ５１に達したところで、第二の導電性構成要素５５の表面の一部が露出し、第一のコンタクトホール５７が形成される。
ここで、図５Ｃに示されるようにレジストマスク５６に被覆された状態で有機溶剤に接触させるとレジストマスク５６が溶解し、さらにリフローする。レジストマスク５６がリフローすると、第一のコンタクトホール５７はその、開口径が小さいため底部のみならず、第一のコンタクトホール５７を塞ぐ。
一方、第二のコンタクトホールの上部部分５８は、その開口径Ｄ５２が大きが開口部近傍のレジストマスク厚が薄いため、レジストマスクは、第二のコンタクトホールの上部部分５８−１の側壁は被覆しない。また、第一の層間絶縁膜５３は、露出されておりレジストマスク５６には被覆されない。
続いて図５Ｄに示すとおり、層間絶縁膜５３は露出されているため、さらにエッチングすることで選択的に層間絶縁膜５３をエッチングする。このエッチングは第一の導電性構成要素５２が露出するまでエッチングされる。
このとき、層間絶縁膜５４はエッチングされるため、層間絶縁膜５３は層間絶縁膜５４のコンタクトホール８の内径と略同径となるようエッチングされる。
【０１２７】
続いて図５Ｅに示すようにレジストマスク５６を公知の方法により除去する。その後、第一の配線層５９及び第二の配線層６０を公知の方法で形成する。ここで、第一の配線層５９は、導電性構成要素５５の露出表面及び第一のコンタクトホール５７の側壁に沿って延在する。一方、第二の配線層５２は所望のエッチングがなされた導電性構成要素５２の露出表面及び第二のコンタクトホール５８の側壁に沿って延在する。この結果、第二の導電性構成要素５５はエッチングダメージを受けない状態で深さｄ５１のコンタクトホール５７と、適切なエッチングがなされた第一の導電性構成要素５２に達する深さｄ５２−１に加えて層間絶縁膜５３の厚さ分のコンタクトホール５８とを有する基板が生成される。
【０１２８】
第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【実施例３】
【０１２９】
以下、実施例３を説明するが、この実施例３は、前述した本発明の第二、第四及び第六の側面を実施するための典型例に相当する。図６Ａ乃至図６Ｆは、本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程を示す部分縦断面図である。
【０１３０】
図６Ａに示すように、基板７１上に第一の導電性構成要素７２を選択的に形成する。基板７１は絶縁性基板で構成し得る。この絶縁基板は、例えば、液晶表示装置に用いられるガラス等の透明基板、アモルファスシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、半導体集積回路に用いられるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜であっても良い。また、第一の導電性構成要素７２は導電性膜で構成し得る。導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、アルミ・銅合金（適当な材料をご教示願います）で構成してもよい。第一の導電性構成要素７２を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば１μｍ程度（適当な膜厚をご教示願います）であってもよい。第一の導電性構成要素７２は、例えば、ゲート電極としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１３１】
その後、基板７１及び第一の導電性構成要素７２上に第一の層間絶縁膜７３を形成する。第一の層間絶縁膜７３は既知の材料で構成し得る。また、第一の層間絶縁膜７３の膜厚は、第一の導電性構成要素７２の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１３２】
その後、第一の層間絶縁膜７３上に第二の導電性構成要素７５を選択的に形成する。ここで、図示されるように、第二の導電性構成要素７５の水平方向における位置は、第一の導電性構成要素７２のそれとは異なる。第二の導電性構成要素７５は１層又は多層構造の導電性膜で構成し得るが、特に層構造については限定する必要はない。
【０１３３】
例えば、図６Ａに図示するように、第二の導電性構成要素７５を二層構造で構成し得る。この場合、第二の導電性構成要素７５は、下層導電膜７５−１及び上層導電膜７５−２で構成し得る。二層構造の場合、例えば、下層導電膜７５−１を抵抗率のより低い材料で構成し、上層導電膜７５−２をエッチングレートのより低い材料で構成してもよい。そうすることで、第二の電極７５の抵抗を低下させると共に、第二の導電性構成要素７５が後に説明する第一のエッチング工程でオーバーエッチングによるダメージを抑制することが可能となる。
【０１３４】
第二の導電性構成要素７５を構成する導電性膜としては、半導体膜、金属膜、合金膜又は金属シリサイド膜で構成し得るが、例えば、アルミ・銅合金（適当な材料をご教示願います）で構成してもよい。第二の導電性構成要素７５を構成する導電性膜の膜厚は、特に限定するものでなく、適宜決定することが可能であるが、例えば１μｍ程度（適当な膜厚をご教示願います）であってもよい。二層構造の場合、例えば、下層導電膜７５−１及び上層導電膜７５−２の各厚さは、前述したそれぞれの役割を考慮し適宜決定することが可能であるが、例えばそれぞれ０．５μｍ程度（適当な膜厚をご教示願います）であってもよい。第二の導電性構成要素７５は、例えば、ゲート電極以外の電極であるソース電極やドレイン電極または、電極以外のオーミックコンタクト、或いは配線（適当か否かご教示願います）としての役割を果たすものであり得るが、必ずしもこれに限定するものではない。
【０１３５】
更に、第二の層間絶縁膜７４を第一の層間絶縁膜７３及び第二の導電性構成要素７５上に形成する。第二の層間絶縁膜７４は既知の材料で構成し得る。また、第二の層間絶縁膜７４の膜厚は、第二の導電性構成要素７５の厚さより十分に厚くなるよう適宜決定すればよく、特に限定する必要はない。
【０１３６】
その後、有機膜からなるレジスト膜を第二の層間絶縁膜７４上に塗布し、既知のリソグラフィー工程であるレジスト膜の露光処理及びその後現像処理を行うことで、第二の層間絶縁膜７４上にレジストマスク７６を形成する。ここで、レジストマスク７６は、第一の開口部７６−１と第二の開口部７６−２とを有する。第一の開口部７６−１は第二の導電性構成要素７５の上方に位置し、第二の開口部７６−２は第一の導電性構成要素７２の上方に位置する。図６Ａに示すように、第一の開口部７６−１の水平方向寸法Ｄ７１は、第二の開口部７６−２の水平方向寸法Ｄ７２より小さい。
開口部７６−２にハーフ露光を行いその後にアッシングすることで階段状順テーパーが設けられる。このためレジストマスク７６の通常の厚みＤ７８に対して開口部７６−２近傍の厚みはＤ７７と薄く構成される。
【０１３７】
図６Ｂに示すように、レジストマスク７６を使用して第一のエッチング工程を行い、第二の層間絶縁膜７４のみを異方性エッチングすることで、第一のコンタクトホール７７及び第二のコンタクトホールの上部部分７８−１を第二の層間絶縁膜７４中に形成する。図６Ｂに示すように、第一のコンタクトホール７７は、レジストマスク７６の第一の開口部７６−１に整合して形成され、第二の層間絶縁膜７４のみを貫通し、第二の導電性構成要素７５の表面に達している。即ち、第二の導電性構成要素７５の表面の一部は第一のコンタクトホール７７を介して露出する。そして、第一のコンタクトホール７７の深さｄ７１は、第一の層間絶縁膜７３の厚さから第一の導電性構成要素７２の厚さを差し引いた値に相当する。更に、第一のコンタクトホール７７の水平方向の寸法は、レジストマスク７６の第一の開口部７６−１の水平方向の寸法Ｄ７１で画定される。
【０１３８】
一方、第二のコンタクトホールの上部部分７８−１は、レジストマスク７６の第二の開口部７６−２に整合して形成され、第二の層間絶縁膜７４のみを貫通し、該第二の層間絶縁膜７４と第一の層間絶縁膜７３との界面に達している。そして、第二のコンタクトホールの上部部分７８−１の深さｄ７２−１は、第二の層間絶縁膜７４の厚さに相当する。すなわち、第二のコンタクトホールの上部部分７８−１の深さｄ７２−１は、第一のコンタクトホール７７の深さｄ７１より第二の導電性構成要素７５の厚さ分だけ深い（ｄ７２−１>ｄ７１）。更に、第二のコンタクトホールの上部部分７８−１の水平方向の寸法は、レジストマスク７６の第二の開口部７６−２の水平方向の寸法Ｄ７２で画定される。
【０１３９】
前述したように、第一のコンタクトホール７７及び第二のコンタクトホールの上部部分７８−１は、同一のレジストマスク７６を使用した同一のエッチング工程により形成される。ここで、エッチングの深さがｄ７１に達したところで、第二の導電性構成要素７５の表面の一部が露出し、第一のコンタクトホール７７が形成される。
【０１４０】
次に図６Ｃに示すとおり、第二の開口部７６−２の周辺を第二の層間絶縁膜７４のエッチング後に、再びハーフ露光を行いその後にアッシングすることで第二の開口部７６−２の周辺のレジストマスク７６が剥離する。
【０１４１】
ここで、図６Ｄに示されるようにレジストマスク７６に被覆された状態で有機溶剤に接触させるとレジストマスク７６が溶解し、さらにリフローする。レジストマスク７６がリフローすると、第一のコンタクトホール７７はその、開口径が小さいため底部のみならず、第一のコンタクトホール７７を塞ぐ。
【０１４２】
一方、第二のコンタクトホールの上部部分７８は、その開口径Ｄ７２の大きさが開口部近傍のレジストマスク厚が薄いため、レジストマスクは、第二のコンタクトホールの上部部分７８−１の側壁は被覆しない。また、第一の層間絶縁膜７３は、露出されておりレジストマスク７６には被覆されない。
【０１４３】
続いて図６Ｅに示すとおり、層間絶縁膜７３は露出されているため、さらにエッチングすることで選択的に層間絶縁膜７３をエッチングする。このエッチングは第一の導電性構成要素７２が露出するまでエッチングされる。
このとき、層間絶縁膜７３は層間絶縁膜７４のコンタクトホール７８の内径と略同径となるようエッチングされる。
【０１４４】
続いて図６Ｆに示すようにレジストマスク７６を公知の方法により除去する。その後、第一の配線層７９及び第二の配線層８０を公知の方法で形成する。ここで、第一の配線層７９は、導電性構成要素７５の露出表面及び第一のコンタクトホール７７の側壁に沿って延在する。一方、第二の配線層７２は所望のエッチングがなされた導電性構成要素７２の露出表面及び第二のコンタクトホール７８−１の側壁に沿って延在する。この結果、第二の導電性構成要素７５はエッチングダメージを受けない状態で深さｄ７２のコンタクトホール７８と、適切なエッチングがなされた第一の導電性構成要素７２に達する深さｄ７２−１に加えて層間絶縁膜７３の厚さ分のコンタクトホール７８とを有する基板が生成される。
第一のエッチング構造の側壁を覆うと共に少なくともその底部を塞ぐ一方で前記上部エッチング構造内にはリフローされていない変形有機マスクを前記溶解リフローにより形成することで、深さがより浅い第一のエッチング構造と深さがより深い第二のエッチング構造とを共通の有機マスクを使用することにより形成する際に、深さのより浅い第一のエッチング構造の底部がオーバーエッチングによりダメージを受けることを確実に防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明に係るエッチング方法及びこれを使用したコンタクトホールの形成方法は、互いに異なる深さを有する複数のエッチング構造を有するあらゆる半導体装置の製造方法に適用することが可能である。半導体装置の種類については特に限定されるものではなく、その例として、液晶表示装置やＥＬ表示装置等の各種表示装置並びに該表示装置用の基板として薄膜トランジスタ基板等のアクティブマトリックス基板が挙げられる。
【０１４６】
幾つかの好適な実施の形態及び実施例に関連付けして本発明を説明したが、これら実施の形態及び実施例は単に実例を挙げて発明を説明するためのものであって、限定することを意味するものではないことが理解できる。本明細書を読んだ後であれば、当業者にとって等価な構成要素や技術による数多くの変更および置換が容易であることが明白であるが、このような変更および置換は、添付の請求項の真の範囲及び精神に該当するものであることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１Ａ】第一の従来技術に係る有機膜からなるレジスト膜の熱リフローを利用した微細なコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図１Ｂ】第一の従来技術に係る有機膜からなるレジスト膜の熱リフローを利用した微細なコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図１Ｃ】第一の従来技術に係る有機膜からなるレジスト膜の熱リフローを利用した微細なコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図１Ｄ】第一の従来技術に係る有機膜からなるレジスト膜の熱リフローを利用した微細なコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図２Ａ】第二の従来技術に係る公知のリソグラフィー工程により形成したレジストマスクをそのまま使用しコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図２Ｂ】第二の従来技術に係る公知のリソグラフィー工程により形成したレジストマスクをそのまま使用しコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図２Ｃ】第二の従来技術に係る公知のリソグラフィー工程により形成したレジストマスクをそのまま使用しコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図３Ａ】第三の従来技術に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図３Ｂ】第三の従来技術に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図３Ｃ】第三の従来技術に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図３Ｄ】第三の従来技術に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のコンタクトホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図４Ｃ】本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図４Ｄ】本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図４Ｅ】本発明の実施例１に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図５Ｃ】本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図５Ｄ】本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図５Ｅ】本発明の実施例２に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ｃ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ｄ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ｅ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【図６Ｆ】本発明の実施例３に係る一回のリソグラフィー工程により深さの異なる複数のホールを形成する一連の工程に含まれる一工程を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１  基板
２  第一の導電性構成要素
３  第一の層間絶縁膜
５  第二の導電性構成要素
５−１  下層導電膜
５−２  上層導電膜
６  レジストマスク
６−１  第一の開口部
６−２  第二の開口部
７  第一のコンタクトホール
８−１  上部部分
９  第一の配線層
１０  第二の配線層
５１  基板
５２  第一の導電性構成要素
５３  第一の層間絶縁膜
５５  第二の導電性構成要素
５５−１  下層導電膜
５５−２  上層導電膜
５６  レジストマスク
５６−１  第一の開口部
５６−２  第二の開口部
５７  第一のコンタクトホール
５８−１  第二のコンタクトホールの上部部分
５９  第一の配線層
６０  第二の配線層
７１  基板
７２  第一の導電性構成要素
７３  第一の層間絶縁膜
７５  第二の導電性構成要素
７５−１  下層導電膜
７５−２  上層導電膜
７６  レジストマスク
７６−１  第一の開口部
７７  第一のコンタクトホール
７８−１  第二のコンタクトホールの上部部分
７９  第一の配線層
８０  第二の配線層
１０１  基板
１０２  ゲート電極
１０３  第一の層間絶縁膜
１０６  レジストマスク
１０７  レジストマスク
１０８  コンタクトホール
２０１  基板
２０２  ゲート電極
２０３  第一の層間絶縁膜
２０４  第二の層間絶縁膜
２０６  レジストマスク
２０７  レジストマスク
２０８  レジストマスク
２０９  コンタクトホール
３０１  基板
３０２  第一の電極
３０３  第一の層間絶縁膜
３０５  第二の電極
３０６  レジストマスク
３０６−１  第一の開口部
３０６−２  第二の開口部
Ｄ２  水平方向寸法
３０７  第一のコンタクトホール
３０８  第二のコンタクトホール
ｄ２  深さ
３０９  第一の配線層
３１０  第二の配線層
Ｄ１  開口部の寸法
Ｄ２  寸法
【図１Ａ】
2006190704.tif 000003
【図１Ｂ】
2006190704.tif 000004
【図１Ｃ】
2006190704.tif 000005
【図１Ｄ】
2006190704.tif 000006
【図２Ａ】
2006190704.tif 000007
【図２Ｂ】
2006190704.tif 000008
【図２Ｃ】
2006190704.tif 000009
【図３Ａ】
2006190704.tif 000010
【図３Ｂ】
2006190704.tif 000011
【図３Ｃ】
2006190704.tif 000012
【図３Ｄ】
2006190704.tif 000013
【図４Ａ】
2006190704.tif 000014
【図４Ｂ】
2006190704.tif 000015
【図４Ｃ】
2006190704.tif 000016
【図４Ｄ】
2006190704.tif 000017
【図４Ｅ】
2006190704.tif 000018
【図５Ａ】
2006190704.tif 000019
【図５Ｂ】
2006190704.tif 000020
【図５Ｃ】
2006190704.tif 000021
【図５Ｄ】
2006190704.tif 000022
【図５Ｅ】
2006190704.tif 000023
【図６Ａ】
2006190704.tif 000024
【図６Ｂ】
2006190704.tif 000025
【図６Ｃ】
2006190704.tif 000026
【図６Ｄ】
2006190704.tif 000027
【図６Ｅ】
2006190704.tif 000028
【図６Ｆ】
2006190704.tif 000029