(57)【要約】【課題】エッチングマスクが微細溝や微細穴を有する場合でもエッチングマスク中のパターンのラインエッジラフネスを低減することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は，被エッチング膜上にマスク形成用薄膜を形成し，前記マスク形成用薄膜をパターニングしてパターンを有するエッチングマスクを形成し，前記パターンの上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層を形成し，形成された酸化層を等方性エッチングにより除去することによって前記パターンのラインエッジラフネスを低減し，得られたエッチングマスクを用いて前記被エッチング膜をエッチングする工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング膜上にマスク形成用薄膜を形成し，
前記マスク形成用薄膜をパターニングしてパターンを有するエッチングマスクを形成し，
前記パターンの上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層を形成し，形成された酸化層を等方性エッチングにより除去することによって前記パターンのラインエッジラフネスを低減し，
得られたエッチングマスクを用いて前記被エッチング膜をエッチングする工程を備える半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記マスク形成用薄膜は，前記被エッチング膜の酸化を防止する酸化防止膜を介して前記被エッチング膜上に形成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マスク形成用薄膜は，ＳｉＮからなる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マスク形成用薄膜は，熱ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法で形成される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記酸化層は，厚さ２〜１０ｎｍになるように形成される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記被エッチング膜は，半導体基板上に絶縁膜を介して形成され，
前記被エッチング膜は，金属シリサイド又はポリシリコンからなり，エッチングされてゲート電極形状に加工される請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスの微細化に伴い，ポリシリコン等のエッチング加工する際に生ずるラインエッジラフネスが問題となってきている。エッチング加工は，被エッチング膜上に形成されパターン化されたフォトレジストを保護マスクとして，被エッチング膜をエッチングすることによって行われる。
【０００３】
フォトレジストの保護マスク形成において，光リソグラフィーによる露光波長以下の微細パターン形成においては，光強度コントラストの不足，レジスト材料の不均一性などによって，フォトレジストマスク中のパターンのラインエッジに凹凸（ラインエッジラフネス）が発生する。前記パターンのラインエッジの凹凸は被エッチング膜のラインエッジへ転写され，局所的な寸法ばらつきを生じ，トランジスタのオフ電流の増大を発生させる。
【０００４】
従来，ラインエッジラフネスの低減はレジスト材料の改善によって行われてきたが，パターンが微細化されるにしたがい，レジスト材料の改善だけでは，高解像性やラインエッジラフネスの低減といった要求を全て満足させることは困難になってきている。
【０００５】
このラインエッジラフネスを低減させて被エッチング膜の異方性エッチングの精度を向上させるため，特許文献１では，ラインエッジに比較的深い凹凸を有するＳｉＮ膜のパターン上に新たなＳｉＮ膜を薄く堆積し，ＣＦ4ガスとＯ2ガスの混合ガスを用いたケミカルドライエッチング法によってＳｉＮ膜を等方性エッチングすることでＳｉＮ膜の新たなパターンを形成している。この方法で用いられているケミカルドライエッチングでは，ラインエッジの凸部でエッチングが速く進むのでＳｉＮ膜の新たなパターンでは，ラインエッジラフネスが低減されている。
【特許文献１】特開２００５―１０９０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では，ＳｉＮ膜のパターン上に新たなＳｉＮ膜を堆積する必要があるが，ＳｉＮ膜のパターンが微細溝や微細穴を有する場合，このような微細溝や微細穴内に，ボイドを発生させることなく新たなＳｉＮ膜を適切に形成することは困難である。従って，ＳｉＮ膜のパターンが微細溝や微細穴を有する場合，ラインエッジラフネスを低減させるために特許文献１の方法を適用することは困難である。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり，エッチングマスクが微細溝や微細穴を有する場合でもエッチングマスク中のパターンのラインエッジラフネスを低減することができる半導体装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は，被エッチング膜上にマスク形成用薄膜を形成し，前記マスク形成用薄膜をパターニングしてパターンを有するエッチングマスクを形成し，前記パターンの上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層を形成し，形成された酸化層を等方性エッチングにより除去することによって前記パターンのラインエッジラフネスを低減し，得られたエッチングマスクを用いて前記被エッチング膜をエッチングする工程を備える。
【０００９】
マスク形成用薄膜をパターニングして形成されるエッチングマスク中のパターンには，ラインエッジに比較的大きな凹凸（ラフネス）が形成されることがある。本発明では，このパターンの上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層を形成し，この酸化層を等方性エッチングにより除去することによってパターンのラインエッジラフネスを低減する。パターンのラインエッジラフネスが低減される作用は，次の通りである。プラズマ酸化はラインエッジの凸部において凹部よりも速く進むので，凸部において凹部よりも厚い酸化層が形成され，この酸化層が等方性エッチングにより除去されるので，凸部が凹部よりも多く除去され，凹凸が小さくなり，パターンのラインエッジラフネスが低減される。
【００１０】
このように，本発明では，ラインエッジラフネスを低減させるために新たな膜を形成する必要がないので，エッチングマスクが微細溝や微細穴を有する場合でもエッチングマスク中のパターンのラインエッジラフネスを低減することができる。
【００１１】
以下，本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１２】
好ましくは，マスク形成用薄膜は，被エッチング膜の酸化を防止する酸化防止膜を介して被エッチング膜上に形成される。この場合，パターンの上面及び側面をプラズマ酸化する際に被エッチング膜が酸化されるのを防ぐことができる。
【００１３】
好ましくは，マスク形成用薄膜の材料は，ＳｉＮからなる。ＳｉＮは、比較的容易に酸化されてＳｉＯ2になるので、本発明のマスク形成用薄膜の材料に適している。
【００１４】
好ましくは，マスク形成用薄膜は，熱ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法で形成される。このような方法を用いることによって，適切なマスク形成用薄膜を形成することができる。
【００１５】
好ましくは，酸化層は，厚さ２〜１０ｎｍになるように形成される。この程度の厚さで酸化層を形成することによりラインエッジラフネスを効果的に低減することができる。
【００１６】
好ましくは，被エッチング膜は，半導体基板上に絶縁膜を介して形成され，被エッチング膜は，金属シリサイド又はポリシリコンからなり，エッチングされてゲート電極形状に加工される。この場合，本発明がゲート電極等の形成に適用される。
【００１７】
好ましくは、マスク形成用薄膜のパターニングは，マスク形成用薄膜上にフォトレジストマスクを形成し，このマスクを用いてマスク形成用薄膜を異方性エッチングしてエッチングマスクを形成し，その後，フォトレジストマスクを除去することによって行ってもよい。また、フォトレジストマスク中のパターンの寸法は，後工程でエッチングマスクに酸化層が形成され，この酸化層が除去される分を考慮して，本来のターゲット寸法より１〜１０ｎｍ太くすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下，本発明の種々の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は，例示であって，本発明の範囲は，図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１９】
以下の実施形態では，主に，金属シリサイド又はポリシリコン等からなる被エッチング膜をゲート電極形状に加工する工程を例にとって説明を進めるが，本発明が適用される工程は，これに限定されず，例えば，ＳｉＮからなる被エッチング膜をＳＴＩ(shallow trench isolation)形成用ハードマスク形状に加工する工程や、その他の高精度なエッチングが必要とされる工程にも，本発明は適用可能である。
【００２０】
１．第１実施形態
図１（ａ）〜図２（ｈ）を用いて，本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。図１（ａ）〜図２（ｈ）は，本実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【００２１】
本実施形態の半導体装置の製造方法は，半導体基板１上に絶縁膜３を介して被エッチング膜５を形成し，被エッチング膜５上に酸化防止膜７を介してマスク形成用薄膜９を形成し，マスク形成用薄膜９をパターニングしてパターン１３を有するエッチングマスク１２を形成し，エッチングマスク１２中のパターン１３の上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層１４を形成し，形成された酸化層１４を等方性エッチングにより除去することによってパターン１３のラインエッジラフネスを低減し，得られたエッチングマスク１２を用いて被エッチング膜５をエッチングする工程を備える。
【００２２】
以下，本実施形態の方法に含まれる各工程について詳細に説明する。
【００２３】
１−１．被エッチング膜形成工程
まず，図１（ａ）に示すように，半導体基板１上に絶縁膜３を介して被エッチング膜５を形成する。
【００２４】
半導体基板１は，例えば，シリコン基板からなる。絶縁膜３は，例えば，ゲート絶縁膜である。絶縁膜３の材料，膜厚及び形成方法等は，特に限定されない。絶縁膜３は，例えば，シリコン酸化膜，シリコン酸窒化膜若しくはシリコン窒化膜の何れかの単層膜，又はこれらの２つ以上の積層膜からなる。絶縁膜３の厚さは，例えば，２〜１０ｎｍであり，好ましくは，５ｎｍ程度である。絶縁膜３の形成方法は，限定されず，絶縁膜３は，熱酸化法，ＣＶＤ法又はスパッタリング法等で形成することができる。
【００２５】
被エッチング膜５の材料，膜厚及び形成方法等は，特に限定されない。被エッチング膜５は，例えば，金属（例えば，Ｎｉ）シリサイド又はポリシリコンからなり，エッチングされてゲート電極に加工される。被エッチング膜５の膜厚は，例えば，５０〜３００ｎｍであり，好ましくは，１５０ｎｍ程度である。被エッチング膜５は，ＣＶＤ法又はスパッタリング法等で形成することができる。
【００２６】
１−２．マスク形成用薄膜形成工程
次に，図１（ａ）に示すように，上記工程で得られた基板上に酸化防止膜７を介してマスク形成用薄膜９を形成する。
【００２７】
酸化防止膜７は，後工程の、エッチングマスク１２中のパターン１３の上面及び側面をプラズマ酸化する工程で被エッチング膜５の酸化を防止する。酸化防止膜７の材料，膜厚及び形成方法等は，特に限定されない。酸化防止膜７は，例えば，シリコン酸化膜からなる。酸化防止膜７の厚さは，例えば１０〜１００ｎｍであり，好ましくは，５０ｎｍ程度である。酸化防止膜７は，例えば，ＣＶＤ法で形成することができる。
【００２８】
マスク形成用薄膜９の材料は，後のプラズマ酸化工程で酸化されて酸化層１４が形成されるものであればよく，酸化されてシリコン酸化物又は金属酸化物が形成されるものが好ましい。マスク形成用薄膜９の材料は，例えば，シリコン窒化物（ＳｉＮ），金属窒化物（ＭｏＮ，ＴａＮ，ＴｉＮ，ＷＮ，ＺｒＮ）又は金属（Ｗ，Ａｌ又はＡｌ−Ｓｉ合金）等からなり，ＳｉＮが好ましい。これらは，何れも，酸化されてシリコン酸化物又は金属酸化物が形成される材料である。マスク形成用薄膜９の厚さは，例えば５０〜２００ｎｍであり，好ましくは，１００ｎｍ程度である。マスク形成用薄膜９は，例えば，熱ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法で形成することができる。
【００２９】
１−３．エッチングマスク形成工程
次に，図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように，マスク形成用薄膜９をパターニングしてパターン１３を有するエッチングマスク１２を形成する。ここでは、ライン状のパターン１３を有するエッチングマスク１２を形成する場合を例にとって説明するが、パターン１３の形状は、ライン状のものに限定されない。
【００３０】
マスク形成用薄膜９のパターニングは，具体的には，例えば，マスク形成用薄膜９上にフォトレジストマスク１０を形成し（図１（ｂ）），このマスク１０を用いてマスク形成用薄膜９を異方性エッチングしてエッチングマスク１２を形成し（図１（ｃ）），その後，フォトレジストマスク１０を除去する（図１（ｄ））ことによって行うことができる。
フォトレジストマスク１０は，フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。フォトレジストマスク１０中のパターン１１の寸法は，後工程でエッチングマスク１２中のパターン１３に酸化層１４が形成され，この酸化層１４が除去される分を考慮して，本来のターゲット寸法より１〜１０ｎｍ太くすることが好ましい。
フォトレジストマスク１０中のパターン１１のラインエッジには，従来技術の項で述べたように，光強度コントラストの不足又はレジスト材料の不均一性などに起因する凹凸１１ａが生じている。この凹凸１１ａの大きさは，種々の要因で変化するが，一例では，８〜１２ｎｍ程度である。凹凸１１ａの大きさは，パターン１１が延びる方向（図１（ｃ）中の矢印で示す方向）の長さ２μｍの検査領域長内においてパターン１１が延びる方向に沿って１０ｎｍ間隔で（従って、２００点で）パターン１１のラインエッジの位置を計測したときの，パターン１１のラインエッジの平均位置からのずれ量の平均値によって定義される。パターン１１のラインエッジの位置は，ＣＤ−ＳＥＭ(critical dimension - scanning electron microscope)を用いて計測することができる。
【００３１】
マスク形成用薄膜９の異方性エッチングの方法や条件は，特に限定されない。異方性エッチングは，例えば，ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によって行うことができる。
【００３２】
マスク形成用薄膜９がＳｉＮからなる場合、ＲＩＥ法による異方性エッチングの条件は，例えば，以下の通りである。
装置：ＲＩＥ装置
処理ガス：ＣＦ4ガス（４０ｓｃｃｍ），ＣＨＦ3ガス（１００ｓｃｃｍ），Ｏ2ガス（５０ｓｃｃｍ）
高周波出力：７００Ｗ
真空度：５０ｍＴｏｒｒ
【００３３】
ＲＩＥ法による異方性エッチングの条件は，例えば以下の範囲で変更してもよい。
装置：ＲＩＥ装置
処理ガス：ＣＦ4ガス（１０〜１００ｓｃｃｍ），ＣＨＦ3ガス（５０〜２００ｓｃｃｍ），Ｏ2ガス（１０〜１００ｓｃｃｍ）
高周波出力：２００〜１０００Ｗ
真空度：１０〜１００ｍＴｏｒｒ
【００３４】
マスク形成用薄膜９の異方性エッチングは，フォトレジストマスク１０を用いて行われる。従って，フォトレジストマスク１０中のパターン１１の凹凸１１ａは，マスク形成用薄膜９がエッチングされて形成されるエッチングマスク１２中のパターン１３にも反映されるので，パターン１３のラインエッジにも凹凸１３ａが形成される。但し，異方性エッチングの際にフォトレジストマスク１０中のパターン１１のラインエッジの凸部が凹部よりも大きく後退するので，エッチングマスク１２中のパターン１３の凹凸１３ａは，フォトレジストマスク１０中のパターン１１の凹凸１１ａよりも若干小さくなり，一例では，７〜９ｎｍ程度になる。
【００３５】
フォトレジストマスク１０の除去は，プラズマアッシング等によって行われる。
【００３６】
１−４．エッチングマスクのプラズマ酸化による酸化層形成工程
次に，図２（ｅ）に示すように，エッチングマスク１２中のパターン１３の上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層１４を形成する。例えば，エッチングマスク１２がＳｉＮからなる場合，ＳｉＯ2からなる酸化層１４が形成され，エッチングマスク１２がＴｉＮからなる場合，ＴｉＯ2からなる酸化層１４が形成される。エッチングマスク１２がこれ以外の材料からなる場合，それぞれの材料の酸化物からなる酸化層１４が形成される。
【００３７】
本実施形態では，被エッチング膜５上に酸化防止膜７が形成されているので，被エッチング膜５が酸化防止膜７によって保護されて酸化されない。
【００３８】
プラズマ酸化の方法や条件は，特に限定されない。マスク形成用薄膜９がＳｉＮからなる場合、プラズマ酸化の条件は，例えば，例えば，以下の通りである。
装置：プラズマ酸化装置
処理ガス：Ａｒ：Ｏ2＝１０：１
高周波出力：３０００Ｗ
真空度：３００Ｔｏｒｒ
温度：６００℃
プラズマ酸化時間：６０秒
【００３９】
プラズマ酸化の条件は，例えば以下の範囲で変更してもよい。
装置：プラズマ酸化装置
処理ガス：Ａｒ：Ｏ2＝１００：１〜３：１
高周波出力：１００Ｗ〜５０００Ｗ
真空度：１０〜５００Ｔｏｒｒ
温度：２００〜１０００℃
プラズマ酸化時間：３０〜１２０秒
【００４０】
図３は，酸化層１４形成後のエッチングマスク１２中のパターン１３の平面図である。図３に示すように，酸化層１４の厚さは，パターン１３のラインエッジの凹凸１３ａの凸部１３ｂにおいて，凹部１３ｃよりも厚くなる。これは，処理ガス中のＯ2ガスがプラズマ化されて生成される酸化を引き起こす活性種の流れが凸部１３ｂにおいて凹部１３ｃよりも速いため，この活性種が凸部１３ｂに凹部１３ｃよりも多く供給され，その結果，凸部１３ｂにおいて凹部１３ｃよりも酸化が速く進むためである。凹凸１３ａの凸部１３ｂにおける酸化速度は，凹部１３ｃにおける酸化速度の，例えば１．５〜３倍程度、より具体的には２倍程度になり、従って，凹凸１３ａの凸部１３ｂにおける酸化層１４の厚さは，凹部１３ｃにおける酸化層１４の厚さの，例えば１．５〜３倍程度、より具体的には２倍程度になると推測される。
【００４１】
プラズマ酸化による酸化層１４の厚さは，例えば，２〜１０ｎｍであり，好ましくは，５ｎｍ程度である。２ｎｍ以下にすると，ラインエッジの凹凸の減少量が小さくなり，１０ｎｍ以上にすると，プラズマ酸化時間が長くなるからである。酸化層１４の厚さは、｛（プラズマ酸化前のパターン１３の幅）−（酸化層１４を除去した後のパターン１３の幅）｝／２で定義される。パターン１３の幅は、パターン１３が延びる方向（図２（ｅ），図３中の矢印で示す方向）の長さ２μｍの検査領域長内においてパターン１３が延びる方向に沿って１０ｎｍ間隔で（従って、２００点で）パターン１３の幅を計測したときの，パターン１３の幅の平均値によって定義される。パターン１３の幅は，ＣＤ−ＳＥＭ(critical dimension - scanning electron microscope)を用いて計測することができる。
【００４２】
１−５．酸化層の除去工程
次に，図２（ｆ）に示すように，上記工程で形成された酸化層１４を等方性エッチングにより除去することによってエッチングマスク１２中のパターン１３のラインエッジラフネスを低減する。ここでは、等方性エッチングを用いて酸化層１４の除去を行うので、パターン１３の側面に形成された酸化層１４も容易に除去される。
【００４３】
酸化層１４の等方性エッチングの方法や条件は，特に限定されない。酸化層１４がＳｉＯ2からなる場合，酸化層１４の等方性エッチングは，例えば，ＣＨＦ3ガスにＯ2ガスを添加した混合ガスを用いたドライエッチング法や，フッ酸水溶液若しくはフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液を用いたウエットエッチング法などによって行うことができる。
【００４４】
酸化層１４と酸化防止膜７の組成が同じ場合，この等方性エッチングの際に，酸化防止膜７の，パターン１３に覆われていない（すなわち露出している）部分も一緒に除去される。酸化層１４と酸化防止膜７の組成が異なる場合（例えば酸化層１４がＴｉＯ2からなり，酸化防止膜７がＳｉＯ2からなる場合），この工程では，酸化層１４のみを除去し，酸化防止膜７は，被エッチング膜５のエッチングの前に，被エッチング膜５のエッチングと同じ装置を用いてエッチングしてもよい。この場合、酸化防止膜７のエッチングに適した条件で酸化防止膜７のエッチングを行った後、エッチング条件を被エッチング膜５のエッチングに適したものに変更して、被エッチング膜５のエッチングを行ってもよい。
【００４５】
パターン１３の酸化されていない部分１５に対する酸化層１４のエッチング選択比は，５〜２０程度が好ましい。つまり、酸化層１４のエッチング速度が、パターン１３の酸化されていない部分１５のエッチング速度よりも５〜２０倍速いことが好ましい。この場合、パターン１３の酸化されていない部分１５の部分の形状を実質的に変化させることなく、酸化層１４を除去することができるからである。
【００４６】
上記の通り，酸化層１４の厚さは，パターン１３のラインエッジの凹凸１３ａの凸部１３ｂにおいて，凹部１３ｃよりも厚くなる。従って，酸化層１４を除去することによって，パターン１３のラインエッジラフネスを低減することができる（すなわち凹凸１３ａを小さくすることができる）。
【００４７】
フォトレジストマスク１０のパターン１１のラインエッジの凹凸１１ａの大きさが８〜１２ｎｍである場合，酸化層１４を除去した後のパターン１３のラインエッジの凹凸１３ａの大きさは，種々の条件によって変動するが，一例では，４〜６ｎｍ程度，すなわちフォトレジストマスク１０のパターン１１のラインエッジの凹凸１３ａの半分程度になると考えられる。
【００４８】
１−６．被エッチング膜のエッチング工程
次に，図２（ｇ）に示すように，得られたエッチングマスク１２を用いて被エッチング膜５をエッチングする。このエッチングは，例えば，異方性エッチングである。異方性エッチングは，例えばＲＩＥ法により行うことができる。
【００４９】
プラズマ酸化による酸化層１４の形成及びそれに続く酸化層１４の除去によってエッチングマスク１２中のパターン１３のラインエッジラフネスが低減されているので，このエッチングマスク１２を用いて被エッチング膜５のエッチングを行うと，エッチング後の被エッチング膜５のラインエッジラフネスも小さくなる。
【００５０】
この後，図２（ｈ）に示すように，エッチングマスク１２及び酸化防止膜７を除去することによって，ラインエッジラフネスが低減された被エッチング膜５のラインが形成され，本実施形態の全ての工程を完了する。
【００５１】
２．第２実施形態
図４（ａ）〜図５（ｈ）を用いて，本発明の第２実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。図４（ａ）〜図５（ｈ）は，本実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【００５２】
本実施形態の半導体装置の製造方法は，半導体基板１上に絶縁膜３を介して被エッチング膜５を形成し，被エッチング膜５上にマスク形成用薄膜９を形成し，マスク形成用薄膜９をパターニングしてパターン１３を有するエッチングマスク１２を形成し，パターン１３の上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層１４を形成し，形成された酸化層１４を等方性エッチングにより除去することによってパターン１３のラインエッジラフネスを低減し，得られたエッチングマスク１２を用いて被エッチング膜５をエッチングする工程を備える。
【００５３】
本実施形態は，第１実施形態に類似しているが，マスク形成用薄膜９が，酸化防止膜７を介して被エッチング膜５上に形成される代わりに，被エッチング膜５上に直接形成される点が異なっている。
【００５４】
以下，本実施形態の方法に含まれる各工程について説明する。
【００５５】
２−１．被エッチング膜形成工程
まず，第１実施形態と同様の方法により，図４（ａ）に示すように，半導体基板１上に絶縁膜３を介して被エッチング膜５を形成する。
【００５６】
２−２．マスク形成用薄膜形成工程
次に，図４（ａ）に示すように，被エッチング膜５上にマスク形成用薄膜９を形成する。マスク形成用薄膜９は，第１実施形態と同様の方法で形成することができるが，本実施形態では，マスク形成用薄膜９は，酸化防止膜７を介さずに被エッチング膜５上に直接形成されている。
【００５７】
２−３．エッチングマスク形成工程
次に，図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように，第１実施形態と同様の方法により，マスク形成用薄膜９をパターニングしてパターン１３を有するエッチングマスク１２を形成する。
【００５８】
２−４．エッチングマスクのプラズマ酸化による酸化層形成工程
次に，図５（ｅ）に示すように，パターン１３の上面及び側面をプラズマ酸化して酸化層１４を形成する。パターン１３の上面及び側面のプラズマ酸化は，第１実施形態と同様の方法で行うことができる。本実施形態では，被エッチング膜５上に酸化防止膜７が形成されていないので，被エッチング膜５の，パターン１３に覆われていない部分もプラズマ酸化され、酸化層５ａが形成される。
【００５９】
２−５．酸化層の除去工程
次に，図５（ｆ）に示すように，形成された酸化層１４を等方性エッチングにより除去することによってパターン１３のラインエッジラフネスを低減する。等方性エッチングは，第１実施形態と同様の方法で行うことができる。エッチングマスク１２中のパターン１３の酸化層１４と，被エッチング膜５の酸化層５ａが同じ組成である場合，被エッチング膜５の酸化層５ａも除去され，被エッチング膜５は，酸化層５ａが形成された部分が窪んだ形状になる。
【００６０】
２−６．被エッチング膜のエッチング工程
次に，図５（ｇ）に示すように，第１実施形態と同様の方法により，得られたエッチングマスク１２を用いて被エッチング膜５をエッチングする。さらに，図５（ｈ）に示すように，エッチングマスク１２を除去し，本実施形態の全ての工程を完了する。
【００６１】
以上の実施形態で示した種々の特徴は，互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合，そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して，単独で又は組み合わせて，本発明に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は，本発明の第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図２】（ｅ）〜（ｈ）は，本発明の第１実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の半導体装置の製造工程での酸化層形成後のエッチングマスクの平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は，本発明の第２実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【図５】（ｅ）〜（ｈ）は，本発明の第２実施形態の半導体装置の製造工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：半導体基板  ３：絶縁膜  ５：被エッチング膜  ５ａ：被エッチング膜の酸化層  ７：酸化防止膜  ９：マスク形成用薄膜  １０：フォトレジストマスク  １１：フォトレジストマスク中のパターン  １１ａ：フォトレジストマスク中のパターンのラインエッジの凹凸  １２：エッチングマスク  １３：エッチングマスク中のパターン  １３ａ：エッチングマスク中のパターンのラインエッジの凹凸  １３ｂ：エッチングマスク中のパターンのラインエッジの凸部  １３ｃ：エッチングマスク中のパターンのラインエッジの凹部  １４：酸化層  １５：エッチングマスク中のパターンの酸化されていない部分
【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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