JP3334911B2 - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の作製に用い
られるパターンの形成方法に関し、特にエッチングマス
クとなるパターンの形成方法、及びフォトリソグラフィ
ーの為のフォトマスクの作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微細加工を行なう場合、有機レジ
ストが用いられる。さらに該有機レジストをマスクとし
て、ドライエッチング等により、所望のパターンを形成
している。ここでマスクとなる有機レジストの微細パタ
ーンを形成する場合、使用するフォトマスクの改良、エ
ネルギー線を照射する装置の改良、有機レジストの改良
を施しても、有機レジストの加工寸法は、０．１５μｍ
が限度であった。
【０００３】また感光した有機レジストの現像時、わず
かながら加工寸法が所望の寸法より変化していた。した
がって従来、超ＬＳＩプロセスに応く利用されているフ
ォトリソグラフィー工程では、上記有機レジストを加工
寸法精度良く、０．１μｍ以下に制御することは、非常
に困難であった。
【０００４】一方、フォトリソグラフィー技術では、ウ
エハ上に形成する拡散領域、分離領域、配線、コンタク
トホール等のパタンを予め形成したフォトマスクを用
い、これらのパタンを順次、互いの重ね合わせ精度を保
ちつつ、光学的にウエハ上に転写してゆく。この、マス
ク上のパタンをウエハ上に転写する装置としては、現
在、ステッパーと呼ばれる、縮小投影露光装置が主流と
なっている。ステッパーでは、レチクル（ステッパー用
のマスクは特にレチクルと呼ばれる）上のパタンを１／
５に縮小してウエハ上にパタン転写を行なっており、現
在、ウエハ上において０．５〜０．８μｍ幅のパタン
を、位置精度０．２μｍ以下で転写することが可能とな
っている。この時、レクチル上の遮光膜パタンに要求さ
れる寸法精度、位置精度等の規格は、ウエハ上で実際に
許容される精度から、ウエハ上へのパタン転写の際に生
ずる誤差を差し引いた値と考えられる。
【０００５】ここで、一例としてウエハ上に０．５μｍ
パタンを寸法精度±１０％で形成することを目的とし
て、レクチル寸法に許される寸法誤差を見積る。今、ウ
エハ上でのパタン形成工程における、寸法変動要因を、
レクチル寸法誤差、レジストパターン形成工程、
エッチング工程の３種として、それぞれの寄与率を１／
３ずつとすると、レチクル寸法誤差として許される寸法
変動誤差は２．５μｍ±０．０８μｍとなる。
【０００６】一方、レチクル上への遮光膜パタンの形成
方法としては、露光装置として電子ビーム（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ ｂｅａｍ 以下、ＥＢと略す）露光装置を用い
るＥＢリソグラフィー法が主流となっている。その形成
工程及び、各工程における遮光膜パタンの主な寸法変動
要因を以下に示す。
【０００７】１．透光性基板の研磨・洗浄（表面平坦
性、キズ） ２．透光性基板上への遮光膜の堆積（膜厚、密着性） ３．遮光膜上へのＥＢレジストの塗布（膜厚、感度） ４．ＥＢ露光装置による露光（ビ−ム精度、露光量） ５．露光されたＥＢレジストの現像（現像速度） ６．ＥＢレジストパタンをエッチングマスクとする遮光
膜のエッチング（パタン変換差）
【０００８】このように、従来のＥＢリソグラフィー法
では、ＥＢ露光装置によって照射される、高精度な電子
ビームのパタンを、いったんＥＢレジストに照射し、Ｅ
Ｂレジストに化学変化を生じせしめ、次いで現像を行な
うことにより、ＥＢレジストパタンに変換する。そし
て、形成されたＥＢレジストパタンをエッチングマスク
として遮光膜をエッチングすることにより遮光膜パタン
を形成する。従って、最終的に形成される遮光膜パタン
の寸法変動は、ＥＢ露光装置によって照射される電子ビ
ームパタンの精度以外に、電子ビームパタンをＥＢレジ
ストパタンに変換する際の誤差と、ＥＢレジストパタン
をマスクとして遮光膜をエッチングする際のパタン変換
差を含むことになる。
【０００９】しかしながら、現在ＥＢ露光装置の描画精
度は、±０．１μｍ程度であるため、先ほど算出した許
容誤差±０．０８μｍを達成するためには、ＥＢ露光装
置の描画精度を保ち、しかも他の寸法及び位置精度に影
響を与える誤差要因を事実上ゼロとする必要がある。こ
の事実は、従来のレチクル製造プロセスを用いた場合、
ウエハ上で０．５μｍ以下のパタン寸法を形成するため
に必要なチクルを高収率で作ることが極めて困難である
ことを示している。従って、今後０．５μｍ以下の微細
パタン形成を、量産技術として確立するためには、その
前提として、高精度レチクルの製造技術を確立する必要
がある。
【００１０】従来、フォトマスクとしては、石英等の透
明基板上にクロム等からなる遮光膜パタンを形成したも
のが用いられてきた。しかし、ＬＳＩの高集積化が進
み、ウエハ上に形成されるパタンが微細化するにつれ
て、フォトマスクの構成を変えることにより、さらに転
写パタンの解像度を向上させる試みがなされるようにな
り位相シフトマスクという技術が提案されている。
【００１１】位相シフトマスクは、マスク表面に従来の
遮光膜領域および光透過性領域からなるパタン以外に、
いわゆる位相シフターからなるパタンを形成したもので
ある。位相シフターは、透過光の位相を変化させる働き
を持ち、この位相シフターの位相と、遮光膜パタンおよ
び光透過性パタンとの位置関係を適切に設計してマスク
を形成することにより、同一の投影レンズを用いた場合
でも、従来のマスクよりも解像限界の高い位相シフトマ
スクを得ることができる。
【００１２】このように、位相シフトマスクでは、従来
のフォトマスクとは異なりフォトマスク基板上に遮光膜
パタンと位相シフターパタンを形成する必要があり、し
かも高精度な転写パタンを得るためには、遮光膜パタン
と位相シフターパタンをいずれも設計寸法に忠実に形成
する必要がある。しかも、遮光膜パタンと位相シフター
パタンの重ね合わせ精度も要求されるため、その製造工
程は従来のフォトマスクのそれと比較して複雑となり、
様々な技術的なブレークスルーが必要とされている。
【００１３】その解決すべき技術的なブレークスルーの
１つとして位相シフターパタンの形成方法が挙げられ
る。従来、フォトマスク製造工程では、電子線リソグラ
フィー技術を用い、電子線露光装置により、電子線レジ
スト膜上にパタン描画し、次いで現像することによりレ
ジストパタンを形成し、このレジストパタンを遮光膜の
エッチングマスクとして遮光膜のエッチングを行なうこ
とによって遮光膜パタンを形成していた。
【００１４】従って、位相シフターパタンの形成におい
ても、従来と同様に電子線リソグラフィー技術を用いる
ことは可能である。しかし、実際に従来方法を用いて位
相シフターパタンの形成を行なったところ、主に以下に
挙げる２つの問題点が存在することが明らかになった。
【００１５】その一つは、位相シフターパタンをエッチ
ングによって形成することによって発生するマスク表面
の劣化であり、いま一つは、位相シフターパタンを電子
線レジストパタンをエッチングマスクとしてエッチング
して形成することによる位相シフターパタンの寸法精度
の悪化である。
【００１６】これら２点の問題は、エッチング方法とし
て、異方性エッチングを実現できる、反応性イオンエッ
チング等ドライエッチング法を用いる限り避けることは
難しいため、マスク表面を劣化させることなく、しかも
高精度の位相シフターパタンを形成しうる方法の確立が
待たれていた。
【００１７】（目的）本発明の第１の目的は、従来の技
術的課題を解決し、０．１μｍ以下のパターンのような
微細なパターンを形成し得るパターン形成方法を提供す
ることにある。
【００１８】本発明によれば、半導体基板上、および半
導体基板上に形成された薄膜に、水素原子を付与する表
面処理を行なった後に、エネルギー線を選択的に照射
し、前記基板または、薄膜表面にエネルギー線の照射さ
れた照射領域と非照射領域とを形成し、前記非照射領域
上に、選択的にＡｌ薄膜を形成し、それをマスクとし
て、ドライエッチングすることにより、超微細なパター
ンの形成が可能になった。
【００１９】本発明の第２の目的は、レチクル表面上へ
のエネルギー線の照射領域として規定されたパタンにき
わめて忠実なパタン形状を持つ遮光膜パタンを形成する
画期的なパタン形成方法を提供することにある。
【００２０】本発明の第３の目的は、半導体基体表面に
水素原子を付与する表面処理を行い、該表面の所望領域
にエネルギー線を照射し、該領域以外の非照射領域上に
選択的に金属膜を形成し、該金属膜をマスクとして該半
導体基体をエッチングすることを特徴とするパターン形
成方法を提供することにある。
【００２１】本発明の第４の目的は、絶縁性表面を有す
る基体上に半導体膜を形成し、該半導体膜の表面に水素
原子を付与する表面処理を行い、該表面の所望の領域に
エネルギー線を照射し、該領域以外の非照射領域上に選
択的に金属膜を形成し、該金属膜をマスクとして該絶縁
性表面をエッチングすることを特徴とするパターン形成
方法を提供することにある。
【００２２】本発明の第５の目的は、透光性基体上に遮
光性薄膜を形成し、該薄膜の表面に水素原子を付与する
表面処理を行ない、該薄膜の表面の所望の領域にエネル
ギー線を照射し、該領域以外の非照射領域上に選択的に
金属膜を形成し、該金属膜をマスクとして該薄膜をエッ
チングすることを特徴とするパターン形成方法を提供す
ることにある。
【００２３】本発明の第６の目的は、基体表面に水素原
子を付与する表面処理を行い、所望の領域にエネルギー
線を選択的に照射し、前記領域以外の非照射領域上に選
択的に薄膜を形成し、前記薄膜を化学変化させて光透過
性薄膜とすることを特徴とするフォトマスクの作製方法
を提供することにある。
【００２４】本発明に用いられる透光性基体としては、
石英ガラス、低膨張ガラス等、紫外線透過率が高く、か
つ遮光性薄膜との密着性が良好に確保できる材料を板状
に成形し、表面の凹凸を研磨により平滑化し、内部に
泡、脈理等の光学的に観察される異物が存在しない、又
は規格以下であることを確認して用いる。
【００２５】又、遮光性薄膜としては、シリコン膜が好
ましく用いられるが、シリコン膜の形成方法としては、
スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、いずれを用いた場
合も良好な結果を得ることができる。また、遮光性薄膜
は、積層構成になっていてもよく、一例として第１層に
ＭｏＳｉ2膜を、第２層にスパッタシリコン膜を用いた
構成としてもよい。また、別の例としては、第１層にＣ
ｒ膜、第２層にＵＶ照射及び高温ベークにより充分に耐
熱処理及び脱ガス処理を行なった有機レジスト層、第３
層にプラズマ２ＣＶＤによるアモルファスシリコン膜を
用いてもよい。
【００２６】また、遮光性薄膜表面に水素原子を付与す
る表面改質の方法としては、遮光性薄膜表面をフッ化水
素酸水溶液で洗浄し、最表層の自然酸化膜を除去した
後、超純水中でリンスを行なう方法が最も簡便かつ確実
である。
【００２７】また、エネルギー線の照射方法としては、
装置自身がエネルギー線からなるパタンを発生し、遮光
性薄膜の最表層にエネルギー線の照射領域と非照射領域
とを形成しうる、ＥＢ露光装置及び、レーザービーム露
光装置イオンビーム装置、紫外光装置等を用いることが
できる。これらを用いてエネルギービームを面に垂直又
は斜め方向から照射する。特にＥＢ露光装置は、エネル
ギー線の照射に用いる電子ビームの径をナノメーターオ
ーダーにまで絞ることが可能であるため、極めて微細な
エネルギー線の照射、非照射領域を形成するのに有効で
ある。
【００２８】また、非照射領域上に選択的に金属薄膜を
形成する工程としては、反応ガスとして、アルキルアル
ミニウムハイドライドと水素との混合ガスを用いた化学
気相堆積法が用いることができる。この場合、遮光性薄
膜表面のエネルギー線の非照射領域上への選択的なＡｌ
膜の形成が可能である。このＡｌ膜の選択的形成は、遮
光性薄膜の表面が水素原子によって終端しているか否か
によって生ずる現象である。すなわち、前記表面処理に
よって全面が水素終端された遮光性薄膜表面に、選択的
にエネルギー線を照射することにより、エネルギー線を
照射した部分の水素原子のみを脱離させた後に、前記化
学気相堆積法を行なうことにより、水素終端されている
部分にのみ選択的にＡｌ膜を形成することができる。遮
光性薄膜表面における水素原子の有無により、堆積、非
堆積の選択ができるため、原子レベルでの超微細なＡｌ
膜パタンの形成が可能である。原料ガスとしては、アル
キルアルミニウムハイドライドの中で、特にジメチルア
ルミニウムハイドライドを用いることにより、選択性に
優れた、Ａｌ膜の堆積を行なうことができる。以上述べ
た水素終端の有無による選択Ａｌ堆積方法については、
特開平３−１８３７６８号公報に詳述されている。
【００２９】また、前記遮光性薄膜のエッチング方法と
しては、異方性エッチングを用いることができる。異方
性エッチングでは、被エッチング材に対して垂直方向へ
のエッチング速度が速く、水平方向へのエッチング速度
が遅いため、エッチングされたパタンエッジ部の形状が
垂直に近くなり、エッチングマスクの形状を忠実に反映
したエッチングパタンを得ることが出来る。
【００３０】本発明では、エッチングマスクとしてＡｌ
パタンを用いることになるが、エッチングマスクとして
の特性を比較すると、Ａｌマスクは従来用いられたＥＢ
レジストマスクに比べ、異方性エッチングに対するエッ
チング耐性が高いという優れた利点を持っている。
【００３１】異方性エッチング方法としては、通常、反
応性イオンエッチング法又は反応性イオンビームエッチ
ング法が用いられることが多いが、これらの方式はいず
れもエッチング活性種として、主にイオンを用い、その
反応性イオンを被エッチング材に垂直に入射することに
よって、イオンによるスパッタリングと、イオンの被エ
ッチング材との化学反応とによって異方性エッチングを
行なっている、その際、エッチングされている表面で
は、被エッチング材だけではなく、エッチングマスクも
同時にエッチングされてゆくことが知られている。この
時、イオン入射や、反応熱の影響により、温度が上昇し
た基板表面では、ＥＢレジストからなるエッチングマス
クでは、エッチング速度が上昇し、エッチングマスクの
寸法が減少してしまう。従って、エッチングパタンの形
状は、ＥＢレジストマスクの形状とは異なったものとな
ってしまう、これに対し、Ａｌマスクでは、Ａｌを直接
エッチングする塩素系の反応ガスを用いない限り、通常
のエッチング条件に対するエッチング耐性は高く、また
スパッタ率も他の物質と比較して小さいため、エッチン
グ反応ものエッチングマスクの寸法変動は極めて小さ
く、従ってエッチングパタンの形状は、エッチングマス
クであるＡｌパタンの形状を忠実に反映したものとな
る。特に、Ｓｉ系材料をエッチングする際に、フルオロ
カーボン系の反応ガスを用い、低ガス圧下で反応性イオ
ンビームエッチングを行なう場合に、エッチングマスク
としてＡｌを用いた場合には、Ａｌ表面がフルオロカー
ボン系の活性種と反応し、ＡｌＦ3等の不活性薄膜によ
って覆われ、内部を保護するようになるため、極めて高
精度のエッチング加工を実現することができる。
【００３２】以上述べた様に、本発明によれば、従来の
レチクル製造工程におけるＥＢリソグラフィー法の欠点
であった。
【００３３】電子ビームパタンをＥＢレジストパタンに
変換する際に生ずる寸法誤差と、ＥＢレジストパタンを
マスクとして遮光膜をエッチングする際に生ずる寸法誤
差を含まず、電子ビーム露光における描画パタンに忠実
な、遮光性薄膜パタンを形成した高精度レチクルを得る
ことが出来る。
【００３４】
【実施例】（実施例１）第１の実施例について以下に説
明する。
【００３５】第１の実施例は、基板Ｓｉをエッチングす
るマスクに本発明を用いた例を示す。
【００３６】まず図１に示す様にＳｉ基板Ｐ（１００）
１０〜２０Ω−ｃｍの基板１を炉にて酸化し、Ｓｉ上に
酸化膜２を形成する。酸化膜厚は、３０００〜７０００
Åである。フォトリソ工程を通すことにより、必要な部
分のみ、その酸化膜を開口する。その後開口部に薄い酸
化膜３を２００〜３００Å程度形成する（工程ａ）。次
に、イオンインプラにより、Ｎ型不純物をＳｉ上に残る
厚い酸化膜２をマスクとしてＡｓを打ち込む。このとき
のイオンインプラ条件は、ドーズ量、ＩＥ１４〜ＩＥ１
５／ｃｍ2、加速電圧５０ＫｅＶ〜７０ＫｅＶである。
次に打ち込んだＡｓを炉の中で拡散させる。
【００３７】次にＳｉ上に存在する酸化膜をＨＦ溶液で
除去する（工程ａ）。
【００３８】次に、エピタキシャル成長によりＰ基板上
にＮ型エピタキシャル層を２μｍ厚で形成する（工程
ｃ）。
【００３９】次にエピタキシャル層の表面（Ｓｉ表面）
を水素終端するため化学的処理を以下の方法で行なっ
た。 （１）Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝１：４洗浄 （２）純水リンス （３）ＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００浸漬（１分間） （４）純水リンス
【００４０】次にＳｉをエッチングする部分のみに電子
線を照射した。電子ビームの加速電圧は、２５ＫＶとし
た。電子ビームの照射量は、５×１０17ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｓ／ｃｍ2である。電子線照射の後、化学的気相成長
により、Ａｌ膜を堆積した。
【００４１】ここでは、前述した特開平３−１８３７６
８号公報に記載されているようなジメチルアルミニウム
ハイドライドと水素とを用いたＣＶＤ法を採用する。Ａ
ｌ堆積により、パターンスペース幅０．１μｍ、Ａｌ膜
厚０．５μｍのパターンを形成した（工程ｄ）。その
後、ＥＣＲプラズマエッチングにより、Ａｌがマスクし
てない部分、つまりＳｉ表面が露出した部分をエッチン
グした。エッチングにおいて、ＣＢｒＦ3、ＣＣｌ2Ｆ2
のガスを用いてＥｔｃｈｉｎｇを行なった。エッチング
条件は、以下に示す通りである。ガス流量２０〜６０Ｓ
ＣＣＭ、圧力１〜１０×１０-2Ｐａ、マグネトロン電流
２００〜４００ｍＡ、基板バイアス０〜１５０Ｗで行な
った。上記エッチングにより、エッチング深さ３μｍ，
パターン幅０．１μｍのトレンチ溝が形成され、Ｓｉエ
ッチング後においてもマスク材であるＡｌ材の形状に変
化はなかった（工程ｅ）。次にマスク材となるＡｌ膜を
除去するために、リン酸−硝酸系のＡｌエッチング液
で、マスク材として使用したＡｌ膜を除去した。ここで
問題となるＡｌ残留に関しては、ＥＳＣＡによる測定に
よると素子に影響を及ぼす１０12ａｔｍ／ｃｍ2以下で
あることが確認できた。次にトレンチ７の内部を洗浄す
るため、ＨＣｌ＋Ｈ2Ｏ2溶液および純水をジェットノズ
ルにてＳｉ基板にふきつけトレンチ内部を洗浄した。次
に減圧炉酸化により、上記トレンチ内部にＳｉＯ2膜を
形成し、ＳｉＯ2を埋め込んだ（工程ｆ）。また本埋め
込みに関しては、スピンオングラスによりトレンチ内部
に酸化膜を埋め込んでも可能である。このとき、トレン
チ内部のＳｉ−Ｏの結合を強くするために、９００〜１
０００℃で炉内ベークを行なった。
【００４２】上記プロセスにより、分離幅０．１μｍ、
トレンチ深さ３μｍのトレンチアイソレーション領域を
形成することができた。
【００４３】（実施例２）本実施例は、コンタクトホー
ル形成時に本発明を用いた場合を説明する。Ｓｉ基板＋
エピキタキシャル層を有する基板１１にＢＰＳＧ（ボロ
ンホスフォシリケートグラス）１２を３０００〜５００
０Å堆積した。ここで基板１１表面には、Ｃ−ＭＯＳ、
Ｂｉｐが形成されている。次に８００〜１０００℃にて
本基板を加熱し、ＢＰＳＧ１２をリフローさせる（工程
ａ）。次にＬＰＣＶＤにより、ＢＰＳＧ１２上に５０〜
１００ÅのＰｏｌｙ−Ｓｉ膜を形成した。このときＬＰ
ＣＶＤのＰｏｌｙ−Ｓｉ膜堆積条件は、温度５００〜６
００℃、圧力１０〜５０Ｐａガス種ＳｉＨ4＋Ｎ2で行な
い、５０Å／ｍｉｎの堆積速度であった（工程ｂ）。
【００４４】次に、表面のＰｏｌｙ−Ｓｉ膜表面を水素
終端させるため化学的処理を行なった。本処理は、実施
例１と同じである。
【００４５】次にコンタクトホール部分のみに電子線を
照射した。このときの照射条件及びＡｌ堆積条件も、実
施例１で示したものと同じであった（工程ｃ）。上記Ａ
ｌ膜堆積により、Ａｌ膜厚０．１μｍ，コンタクトホー
ル用の０．１μｍ口のＡｌマスクが形成された。
【００４６】上記ＡｌをマスクとしてＥＣＲ型マイクロ
波プラズマエッチング装置によりＢＰＳＧのＥｔｃｈｉ
ｎｇを行なった。Ｅｔｃｈｉｎｇは、２つのステップで
行ない、第１ステップで上層Ｐｏｌｙ−Ｓｉをエッチン
グに第２ステップでＢＰＳＧをエッチングした。第１、
第２ステップの各条件は、下の表１の通りである。
【００４７】
【表１】
【００４８】次にマスク材としたＡｌ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ
をウェットエッチングにより除去した。
【００４９】Ａｌは、ＨＣｌ＋Ｈ2Ｏ2溶液を用い、Ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉは、エチレンジアミン＋ピロカテコール水溶
液により除去した（図２ｅ）。次に基板表面を清浄化す
るため、ＨＣｌ＋Ｈ2Ｏ2溶液をジェットノズルにてＳｉ
基板にふきつけコンタクトホール内部を洗浄した。上記
プロセスにより、０．１μｍ口コンタクトホールが形成
可能となった。
【００５０】（実施例３）本実施例は、ＭＯＳ型トラン
ジスタのゲート電極形成のために本発明を用いた場合を
示す。
【００５１】Ｓｉ基板２１上にゲート酸化膜２２を３０
〜１００Å程度形成後（工程ａ）、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ２３
を上記ゲート酸化膜上にＣＶＤ法（化学的気相堆積）に
より堆積した。Ｐｏｌｙ−Ｓｉ２３の膜厚は、１５００
〜２５００Åである。さらにＰｏｌｙ−Ｓｉ上より、リ
ンをイオンインプランテーションにより注入し、アニー
ルにより、ｎ型ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙ−Ｓｉを形成する
（工程ｂ）。このときのイオンインプランテーションの
打ち込み条件は、ドーズ量５〜１０Ｅ１５、加速電圧６
０〜８０ＫｅＶで行ない、またアニール条件は、Ｎ2雰
囲気中で９００〜９５０℃２０〜４０ｍｉｎで行なっ
た。次に表面を水素終端させるため、化学的処理を行な
った。処理条件は、実施例１と同じである。次にゲート
電極形成に必要な領域以外に電子線を照射した、その条
件は、実施例１とまったく同じである。次に化学的気相
成長により、Ａｌ膜をＰｏｌｙ−Ｓｉ３３上に堆積し
た。Ａｌ堆積手段は、実施例１と同じである（工程
ｃ）。
【００５２】上記Ａｌ堆積により、Ａｌライン巾０．１
μｍ、Ａｌ膜厚０．５μｍのパターンをＰｏｌｙ−Ｓｉ
２３上に形成可能となった。次にＥＣＲマイクロ波プラ
ズマエッチングにより、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ２３を上記Ａｌ
パターンをマスクとしてＥｔｃｈｉｎｇを行なった。エ
ッチング条件は、ＨＢｒ、ＳＦ6混合ガスを使用し、ガ
ス流量は、各々１０〜６０ＳＣＣＭ、圧力１〜１０×１
０-2Ｐａマイクロ波パワー１００〜３５０ｍＡ、基板バ
イアス５０〜１５０Ｖで行なった（工程ｄ）。次にマス
クとしたＡｌをウェットエッチングにより除去した。エ
ッチング液は、ＨＣｌ＋Ｈ2Ｏ2を使用した。次に基板表
面に対して、ジエットノズルにて、ＨＣｌ＋Ｈ2Ｏ2溶液
をふきつけ、Ｓｉ基板表面に露出するゲート電極２５お
よび、ゲート酸化膜２２を洗浄した（工程ｅ）。上記プ
ロセスにより、０．１μｍラインのゲート電極２５の形
成が可能となった。また電極形成と同時にｄｏｐｅｄ−
Ｐｏｌｙ−Ｓｉ配線も形成可能であった。また、ゲート
材料として使用可能な、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａまたそれ
らのシリサイド及び、積層構造を有するポリサイド（シ
リサイド／Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）に対しても、実施例２のパ
ターン形成方法を用いて、超微細ゲートパターンが形成
可能となった。さらに導電性レジストを用い、電子線を
照射し、Ａｌを堆積し、そのＡｌを導電性レジストのマ
スクとして使用することにより、導電性レジストをパタ
ーニングし、その導電性レジストを被エッチング膜また
は、イオンインプランテーションのマスク材として、通
常のレジストと同等の扱いが可能となった。
【００５３】以上、実施例１乃至３の半導体装置の製造
方法に従えば、水素原子を付与する表面処理を行なった
基板表面にエネルギー線を選択的に照射し、前記基板表
面にエネルギーの照射された照射領域と非照射領域とを
形成し、前記非照射領域上に選択的に金属薄膜を形成す
ることにより、０．１μｍ以下の巾の金属膜を堆積させ
ることができ、上記金属膜をマスクとして、金属膜の下
層に形成された種々の金属、半導体、絶縁膜を異方性エ
ッチングすることにより、０．１μｍ以下の巾の金属、
半導体、絶縁膜の加工ができるという効果がある。
【００５４】（実施例４）図４に本発明によるフォトマ
スク製造プロセスを示す。まず、合成石英ガラス１０１
表面にスパッタリング法によりＳｉ膜１０２を０．３μ
ｍ堆積した。次いで、Ｓｉ膜２０１の表面に、下記の手
順で化学処理を行なった。
【００５５】Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝４：１溶液に１０分、
次に純水リンス１０分、次にＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００
溶液に１分、次に純水リンス１０分である。
【００５６】そして、化学処理を終えたＳｉ膜付基体を
電子ビーム露光装置に導入し、Ｓｉ膜１０２表面に選択
的に電子ビームを照射し、照射領域１０３と非照射領域
１０４を作った（工程ｃ）。電子ビームの加速電圧は２
５ＫＶとし、電子ビームの照射量は５×１０17ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｓ／ｃｍ2である。電子線照射後、大気中を搬
送し、Ｓｉ膜付基体をＡｌ堆積装置に装填した。反応ガ
スとしてジメルアルミニウムハイドライドと、水素の混
合ガスを用いた。
【００５７】Ａｌ堆積条件は、全圧１．２Ｔｏｒｒ、ジ
メチルアルミニウムハイドライド分圧１．２×１０-3Ｔ
ｏｒｒ、堆積温度は２７０℃とし、Ａｌ膜１０５を膜厚
０．３μｍ形成した。この時、電子ビームの照射領域１
０３にはＡｌ膜は形成されず、電子ビーム非照射領域１
０４にのみＡｌ膜１０５は堆積された（工程ｄ）。次い
で、マイクロ波プラズマエッチングによりＡｌ膜１０５
をエッチングマスクとしてＳｉ膜のエッチングを行なっ
た。エッチング条件は、ガス種：ＨＢｒ＋ＣＨ4＋Ｓ
Ｆ6、ガス流量１００ｓｃｃｍ（総流量）、エッチング
圧力１６ｍＴｏｒｒ、マグネトロン電流３００ｍＡ、基
板バイアス電圧１００Ｖであった（工程ｅ）。
【００５８】次に、エッチングマスクとして用いたＡｌ
をＨＣｌ：Ｈ2Ｏ2＝１：１混合溶液でエッチング除去し
た。
【００５９】（実施例５）図５に本発明によるフォトマ
スク製造プロセスを示す。まず、合成石英基板２０１表
面にスパッタリング法によりＳｉ膜２０２を３００Å堆
積した。次いで、Ｓｉ膜２０２の表面に下記の手順で化
学処理を行なった。Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝４：１溶液に１
０分、次に純水リンス１０分、次にＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：
１００溶液に１分、次に純水リンス１０分である。
【００６０】そして、化学処理を終えたＳｉ膜付基体２
０１を電子ビーム露光装置に導入し、Ｓｉ膜２０２表面
に選択的に電子ビームを照射し、照射領域２０３と非照
射領域２０４を作った（工程ｃ）。電子ビームの加速電
圧は２５ＫＶとし、電子ビームの照射量は５×１０17ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ2である。電子線照射後、大気
中を搬送し、Ｓｉ膜付基体２０１をＡｌ堆積装置に装填
した。反応ガスとしてジメチルアルミニウムハイドライ
ドと、水素の混合ガスを用いた。Ａｌ堆積条件は、全圧
１．２Ｔｏｒｒ、ジメチルアルミニウムハイドライド分
圧１．２×１０-3Ｔｏｒｒ、堆積温度は２７０℃とし、
Ａｌ膜２０５を膜厚０．３μｍ形成した。この時、電子
ビームの照射領域２０３にはＡｌ膜は形成されず、電子
ビーム非照射領域２０４にのみＡｌ膜２０５は堆積され
た（工程ｄ）。次いで、マイクロ波プラズマエッチング
によりＡｌ膜２０５をエッチングマスクとしてＳｉ膜２
０２のエッチングによりＡｌ膜２０５をエッチングマス
クとしてＳｉ膜２０２のエッチングを行なった。エッチ
ング条件は、ガス種：ＨＢｒ＋ＣＨ4＋ＳＦ6、ガス流量
１００ｓｃｃｍ（総流量）、エッチング圧力１６ｍＴｏ
ｒｒ、マグネトロン電流３００ｍＡ基板バイアス電圧−
１００Ｖであった（工程ｅ）。
【００６１】次に同じくマイクロ波プラズマエッチング
により、Ａｌ膜２０５及びＳｉ膜２０２をエッチングマ
スクとして合成石英基板２０１を、エッチングした。エ
ッチング条件は、ガス種Ｃ2Ｆ6＋ＣＨＦ3、ガス流量１
００ｓｃｃｍ（総流量）、エッチング圧力１６ｍＴｏｒ
ｒ、マグネトロン電流３００ｍＡ、基板バイアス電圧−
１００Ｖであった（工程ｆ）。
【００６２】次に、エッチングマスクとして用いたＡｌ
をＨＣｌ：Ｈ2Ｏ2＝１：１混合溶液でエッチング除去し
た。
【００６３】次に、フッ素ラジカルを用いたダウンフロ
ーエッチングにより合成石英基板２０１表面に残ってい
るシリコン膜２０２をエッチング除去した。こうして合
成石英基板２０１表面を所望形状にエッチングした構造
を形成した（工程ｇ）。このような構造では、エッチン
グを行なった部分も、エッチングを行なっていない部分
も等しく光を透過させるが、両者間で透過した光の位相
差が生ずるため、位相シフトマスクとして機能する。ま
た、本実施例において、あらかじめ合成石英基板２０１
表面に遮光膜パターンを形成しておけば、位相シフトマ
スクの、他の構成、すなわち空間周波数変調型、エッジ
強調型、遮光効果強調型などの位相シフトマスクの形成
においても、位相シフターの形成方法として用いること
ができるのはもちろんである。
【００６４】（実施例６）図６に示すように、３″φ，
厚さ２ｍｍのシリコンウエハ３０１表面に、化学気相成
長法により、窒化シリコン膜３０２、３μｍを堆積する
（工程ｂ）。次いで、一方の面上にスパッタリング法に
よりタンタル膜３０３を１μｍ堆積し（工程ｃ）、さら
にその上にスパッタリング法によりシリコン膜３０４
を、０．１μｍ堆積する（工程ｄ）。次にシリコン膜３
０４の表面を下記の手順で洗浄した。
【００６５】Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝４：１溶液に１０分、
次に純水リンス１０分、次にＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００
溶液に１分、次に純水リンス１０分である。
【００６６】そして、洗浄を終えたシリコンウエハ３０
１を電子ビーム露光装置（図示せず）に導入し、シリコ
ン膜３０４表面に選択的に電子ビーム照射を行ない、電
子ビーム照射領域３１１と電子ビーム非照射領域３１２
を形成した（工程ｅ）。電子ビームの加速電圧は２５Ｋ
Ｖとし、電子ビームの照射量は５×１０17ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｓ／ｃｍ2とした。電子線照射後、大気中を搬送
し、基体をＡｌ−ＣＶＤ装置に装填した。反応ガスとし
ては、ジメチルアルミニウムハイドライドと水素の混合
ガスを用いた。Ａｌ膜の堆積条件は、全圧１．２Ｔｏｒ
ｒ、ジメチルアルミニウムハイドライド分圧１．２×１
０-3Ｔｏｒｒ、堆積温度は２７０℃とし、Ａｌ膜３０５
を膜厚０．３μｍ形成した。この時、電子ビーム照射領
域３１１にはＡｌ膜は堆積せず、電子ビーム非照射領域
にのみ選択的にＡｌ膜が堆積した（工程ｆ）。次いで、
マイクロ波プラズマエッチングによりＡｌ膜３０５をエ
ッチングマスクとして下層のシリコン膜３０４及びタン
タル膜３０３のエッチングを行なった。エッチングガス
としては、ＣＦ3Ｂｒを用い、ガス流量５０ｓｃｃｍ、
エッチング圧力１０ｍＴｏｒｒ，マグネトロン電流３０
０ｍＡ、基板バイアス電圧は−１００Ｖであった。次に
エッチングマスクとして用いたＡｌ膜３０５を、ＨＣ
ｌ：Ｈ2Ｏ2＝１：１混合溶液でエッチング除去した（工
程ｇ）。次に、ウエハの裏面の窒化シリコン膜の中央部
分をフォトリソグラフィーによってエッチング除去し
（工程ｈ）、さらに露出したシリコンウエハ３０１表面
を煮沸ＫＯＨ水溶液によりエッチングし、ウエハ表面付
近の、窒化シリコン膜３０３及びその表面に形成された
シリコン／タンタル積層膜ペタンのみを残すようにし
た。
【００６７】このようにして、シリコン／タンタル積層
膜をＸ線吸収パタンとしたＸ線マスクを形成することが
できた。
【００６８】従来のＸ線マスクの作製方法では、電子ビ
ーム入射の時に下地のＴａ膜からの２次電子放出による
解像度の低下が生ずるが、本実施例では、重金属上にシ
リコン膜を形成し、これに直接電子ビーム描画を行えば
よい。ここでの電子ビームはＳｉ表面の水素原子の脱離
に用いられるために、２次電子による悪影響が現われな
い。
【００６９】以上説明した実施例４乃至６によればＥＢ
リソグラフィー法により、電子ビームパターンを一度Ｅ
Ｂレジストパタンへと変換し、さらにＥＢレジストパタ
ンからエッチングパタンへと変換するという、２段階の
プロセスを経ていた。フォトマスク上の遮光膜パタンの
形成を、遮光膜パタン表面への電子ビーム照射と、電子
ビーム非照射領域へのＡｌエッチングマスクの直接形成
と、Ａｌエッチングマスクを用いたエッチングにより形
成できる。従って、遮光膜パタンの寸法変動要因が少な
くなると共に、工程簡略化を図ることができる。しか
も、遮光膜上へのＡｌエッチングマスクの選択的形成プ
ロセスでは、０．１μｍ以下の微細パタン形成が可能で
あるため、サブミクロンオーダーでの寸法制御性を持っ
たフォトマスクパタンを形成することが可能となる。
【００７０】（実施例７）図７において、４０１は石英
基板、４０２はクロムパタン、４０３はシリコン膜、４
０４は電子線の入射、４０５はアルミニウム膜、４０６
は酸化アルミニウム膜、４０７は酸化シリコン膜を、４
１４は電子線非照射領域を、４２４は電子線照射領域を
示す。
【００７１】まず、表面をフォトマスクグレードに研磨
した厚さ０．１８インチの５インチ角の石英基板４０１
上に、通常の電子線リソグラフィー法を用い、遮光領域
としてクロムパタン４０２を形成する（工程ａ）。
【００７２】次いで、クロムパタン４０２を形成した石
英基板４０１表面全体にスパッタリング法により、シリ
コン膜１０３を３００Å堆積した（工程ｂ）。
【００７３】次いで、Ｓｉ膜４０３の表面に、下記の手
順で化学処理を行なった。
【００７４】Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝４：１溶液に１０分、
次に純水リンス１０分、次にＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００
溶液に１分、次に純水リンス１０分である。
【００７５】次に、化学処理を終えたＳｉ膜付基体４０
１を電子ビーム露光装置に導入し、Ｓｉ膜４０３表面に
選択的に電子ビーム４０４を照射し、照射領域４２４と
非照射領域４１４を作った（工程ｂ）。電子ビームの加
速電圧は２５ＫＶとし、電子ビームの照射量は５×１０
17ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ2である。電子線照射後、
大気中を搬送し、Ｓｉ膜付基体１０１をＡｌ堆積装置に
装填した。反応ガスとして、ジメチルアルミニウムハイ
ドライドと、水素の混合ガスを用いた。Ａｌ堆積条件
は、全圧１．２Ｔｏｒｒ、ジメチルアルミニウムハイド
ライド分圧１．２×１０-3Ｔｏｒｒ、堆積温度は２７０
℃とし、Ａｌ膜４０５を膜厚０．０９μｍ形成した。こ
の時、電子ビームの照射領域４２４にはＡｌ膜は形成さ
れず、電子ビーム非照射領域４１４にのみＡｌ膜４０５
が選択的に堆積された（工程ｃ）。
【００７６】次いで、Ａｌ膜パタン４０５が形成された
基体４０１を酸素雰囲気中４００℃、１時間処理するこ
とにより、Ａｌ膜４０５を酸化し、酸化アルミニウム膜
４０６とした。この時、酸化アルミニウム膜４０６の膜
厚は０．２６μｍであった。このようにして、石英基板
４０１上に、クロム膜４０２からなる遮光膜パタンと、
酸化アルミニウム膜４０６からなる位相シフターパタン
を形成することができた（工程ｃ）。上記の例では、石
英基板４０１及びクロム膜４０２の表面に膜厚３００Å
のシリコン膜４０３を残しているが、このシリコン膜４
０３は、フッ素ラジカルをエッチャントするダウンフロ
ー型プラズマエッチングにより、エッチング完了後、下
地表面にダメージを与えることなく除去することができ
た（工程ｄ）。
【００７７】もちろん、上述した工程ｃ及び工程ｄのい
ずれの膜構成であっても光透過性領域に存在する積層膜
のそれぞれの膜厚を最適化することにより、位相シフト
マスクとして使用することができた。
【００７８】（実施例８）図８において、５０１は石英
基板、５０２はモリブデンシリサイドパタン、５０３は
シリコン膜、５０４は電子線の入射、５０５はアルミニ
ウム膜、５０６は酸化アルミニウム膜、５０７は酸化シ
リコン膜を、５１４は電子線非照射領域を、５２４は電
子線照射領域を示す。
【００７９】まず、表面をフォトマスクグレードに研磨
した厚さ０．１８インチの５インチ角の石英基板５０１
上に、通常の電子線リソグラフィー法を用い、遮光領域
としてモリブデンシリサイドパタン５０２を形成する
（工程ａ）。
【００８０】次いで、クロムパタン５０２を形成した石
英基板５０１表面全体にスパッタリング法により、シリ
コン膜５０３を３００Å堆積した（工程ｂ）。
【００８１】次いで、Ｓｉ膜５０３の表面に、下記の手
順で化学処理を行なった。
【００８２】Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2＝４：１溶液に１０分、
次に純水リンス１０分、次にＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１００
溶液に１分、次に純水リンス１０分である。
【００８３】そして、化学処理を終えたＳｉ膜付基体５
０１を電子ビーム露光装置に導入し、Ｓｉ膜５０３表面
に選択的に電子ビーム５０４を照射し、照射領域５２４
と非照射領域５１４を作った（工程ｂ）。電子ビームの
加速電圧は２５ＫＶとし、電子ビームの照射量は５×１
０17ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ｃｍ2である。電子線照射
後、大気中を搬送し、Ｓｉ膜付基体５０１をＡｌ堆積装
置に装填した。反応ガスとして、ジメチルアルミニウム
ハイドライドと、水素の混合ガスを用いた。Ａｌ堆積条
件は、全圧１．２Ｔｏｒｒ、ジメチルアルミニウムハイ
ドライド分圧１．２×１０-3Ｔｏｒｒ、堆積温度は２７
０℃とし、Ａｌ膜５０５を膜厚０．０９μｍ形成した。
この時、電子ビームの照射領域５２４にはＡｌ膜は形成
されず、電子ビーム非照射領域５１４にのみＡｌ膜５０
５が選択的に堆積された（工程ｃ）。
【００８４】次いで、Ａｌ膜パタン５０５が形成された
基体５０１を酸素雰囲気中４００℃、１時間処理するこ
とにより、Ａｌ膜５０５を酸化し、酸化アルミニウム膜
５０６とした。この時、酸化アルミニウム膜５０６の膜
厚は０．２６μｍであった。このようにして、石英基板
５０１上に、モリブデンシリサイド膜５０２からなる遮
光膜パタンと、酸化アルミニウム膜５０６からなる位相
シフターパタンを形成することができた（工程ｃ）。
【００８５】また、図８の工程ｃに示した状態で、さら
に水蒸気雰囲気中、８００℃で１時間処理を行なうこと
により、酸化アルミニウム膜５０６に覆われた領域を除
くシリコン膜５０３を酸化シリコン膜５０７とすること
ができた（工程ｄ）。
【００８６】また、図８の工程ｄに示した状態で、さら
に水蒸気雰囲気中、８００℃で１０時間処理を行なうこ
とにより、シリコン膜５０３をすべて酸化シリコン膜５
０７へ変化させることができた。
【００８７】もちろん、上述した図８の工程ｃ乃至ｅの
いずれの膜構成であっても光透過性領域に存在する積層
膜のそれぞれの膜厚を最適化することにより、位相シフ
トマスクとして使用することができた。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、位相シフトマスク
における位相シフターパタンの形成を、位相シフターパ
タンを形成する領域にのみ選択的に堆積させた膜を透明
化することによって行なうことができる。しかも、位相
シフターパタンの形成工程に、エッチング工程が不要で
あることから、下地基板にダメージを与えることなく、
エッチング工程におけるパタン変換差も発生しない。さ
らに透明化する膜の選択的形成方法としては、電子線、
露光装置を用いた、電子線の照射領域、非照射領域の、
非照射領域にのみ膜を堆積させることが可能であるた
め、０．１μｍ以下から、数μｍ以上の膜パタンを、電
子線露光装置の描画精度で形成できる。従って本発明に
よれば、位相シフターパタンを、下地に対するダメージ
なく、しかも高精度に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図２】本発明の第２実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図３】本発明の第３実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図４】本発明の第４実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図５】本発明の第５実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図６】本発明の第６実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図７】本発明の第７実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
【図８】本発明の第８実施例によるパターン形成方法を
説明するための模式図。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−37121（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274268（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−41640（ＪＰ，Ａ) Ｂｏｏｒｅｅ ｅｔ ａｌ，Ａｌ Ｐ ｈｏｔｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｎｕｃ ｌｅａｔｉｏｎ ｏｎ ｐ−ｔｙｐｅ Ｓｉ ｆｒｏｍ ＴＭＡ，Ｍａｔ，Ｒｅ ｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．, 1989年，Ｖｏｌ．129，ｐ．251−257 Ｈ．Ｓｕｇａｗａｒａ ａｎｄ Ｋ. Ｕｅｄａ，Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｇｒｏ ｗｔｈ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｆｉ ｌｍｓ ｏｎ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−Ｍｅ ｄｉａｔｅｄ Ｓｉ（100）Ｓｕｒｆａ ｃｅ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ ｓ．，日本，1994年 ６月15日，Ｖｏ ｌ．33，Ｐａｒｔ２，Ｎｏ．６Ｂ，ｐ ｐ．Ｌ837−Ｌ839 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 G03F 1/08 H01L 21/285 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (29)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基体表面に、水素原子を付与する
    表面処理を行う工程、 該半導体基体表面の所望領域に、そこに付与された該水
    素原子を脱離させるためのエネルギー線を、照射する工
    程、 該エネルギー線が照射されずに水素原子が付与されてい
    る該半導体基体表面の非照射領域上に、選択的に金属を
    堆積し、金属膜を形成する工程、 該金属膜をマスクとして、該半導体基体を、エッチング
    する工程、 を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  2. 【請求項２】 絶縁性表面を有する基体上に、半導体膜
    を形成する工程、 該半導体膜の表面に、水素原子を付与する表面処理を行
    う工程、 該半導体膜の表面の所望領域に、そこに付与された該水
    素原子を脱離させるためのエネルギー線を照射する工
    程、 該エネルギー線が照射されずに水素原子が付与されてい
    る該半導体膜の表面の非照射領域上に、選択的に金属を
    堆積し、金属膜を形成する工程、 該金属膜をマスクとして、該半導体膜と該絶縁性表面と
    をエッチングする工程、 を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  3. 【請求項３】 透光性基体上に、遮光性薄膜を形成する
    工程、 該遮光性薄膜の表面に、水素原子を付与する表面処理を
    行なう工程、 該遮光性薄膜の表面の所望領域に、そこに付与された該
    水素原子を脱離させるためのエネルギー線を照射する工
    程、 該エネルギー線が照射されずに水素原子が付与されてい
    る該遮光性薄膜の表面の非照射領域上に、選択的に金属
    を堆積し、金属膜を形成する工程、 該金属膜をマスクとして、該遮光性薄膜をエッチングす
    る工程、 を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  4. 【請求項４】前記表面処理は、フッ酸を用いて行う請求
    項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のパターン形成
    方法。
  5. 【請求項５】 前記エネルギー線は、電子ビーム又はイ
    オンビーム或は紫外光である請求項１乃至請求項３のい
    ずれか一項に記載のパターン形成方法。
  6. 【請求項６】 前記金属の堆積は、ＣＶＤ法を利用して
    行う請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のパタ
    ーン形成方法。
  7. 【請求項７】 前記金属の堆積は、有機金属を原料とす
    るＣＶＤ法によりなされる請求項１乃至請求項３のいず
    れか一項に記載のパターン形成方法。
  8. 【請求項８】 前記金属の堆積は、アルキルアルミニウ
    ムハイドライドを利用したＣＶＤ法によりなされる請求
    項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のパターン形成
    方法。
  9. 【請求項９】 前記エッチングは、異方性エッチングで
    ある請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のパタ
    ーン形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記金属の堆積は、ジメチルアルミニ
    ウムハイドライドを用いたＣＶＤ法によりなされる請求
    項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のパターン形成
    方法。
  11. 【請求項１１】 更に、前記エッチングの後に、前記金
    属膜を除去する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
    記載のパターン形成方法。
  12. 【請求項１２】 前記表面処理は、フッ素原子を含むガ
    ス又はフッ化水素水溶液を用いた洗浄工程と、純水洗浄
    工程と、乾燥工程とを含む請求項１乃至請求項３のいず
    れか一項に記載のパターン形成方法。
  13. 【請求項１３】 前記遮光性薄膜は、シリコンを主成分
    とする請求項３に記載のパターン形成方法。
  14. 【請求項１４】 前記遮光性薄膜は、複数の膜からなる
    請求項３に記載のパターン形成方法。
  15. 【請求項１５】 前記遮光性薄膜は、複数の膜からなり
    最上部の膜が、シリコンを主成分とする請求項３に記載
    のパターン形成方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１に記載のパターン形成方法を
    用いて半導体装置を作製することを特徴とする半導体装
    置の作製方法。
  17. 【請求項１７】 請求項２に記載のパターン形成方法を
    用いて半導体装置を作製することを特徴とする半導体装
    置の作製方法。
  18. 【請求項１８】 請求項３に記載のパターン形成方法を
    用いてフォトマスクを作製することを特徴とするフォト
    マスクの作製方法。
  19. 【請求項１９】 基体表面に水素原子を付与する表面処
    理を行い、所望の領域にエネルギー線を選択的に照射
    し、前記領域以外の非照射領域上に選択的に薄膜を形成
    し、前記薄膜を化学変化させて光透過性薄膜とすること
    を特徴とするフォトマスクの作製方法。
  20. 【請求項２０】 前記表面処理は、フッ酸を用いて行う
    請求項１９に記載のフォトマスクの作製方法。
  21. 【請求項２１】 前記エネルギー線は、電子ビームまた
    はイオンビームである請求項１９に記載のフォトマスク
    の作製方法。
  22. 【請求項２２】 前記薄膜は、Ａ１である請求項１９に
    記載のフォトマスクの作製方法。
  23. 【請求項２３】 前記基体は、表面に遮光膜を形成した
    光透過性基体である請求項１９に記載のフォトマスクの
    作製方法。
  24. 【請求項２４】 前記薄膜の形成は、化学気相堆積法を
    利用して行う請求項１９記載のフォトマスクの作製方
    法。
  25. 【請求項２５】 前記化学気相堆積法は、有機金属を原
    料とする請求項２４記載のフォトマスクの作製方法。
  26. 【請求項２６】 前記有機金属は、アルキルアルミニウ
    ムハイドライドである請求項２５記載のフォトマスクの
    作製方法。
  27. 【請求項２７】 前記アルキルアルミニウムハイドライ
    ドは、ジメチルアルミニウムハイドライドである請求項
    ２６記載のフォトマスクの作製方法。
  28. 【請求項２８】 前記化学変化が、酸化である請求項１
    ９に記載のフォトマスクの作製方法。
  29. 【請求項２９】 前記光透過性薄膜が、酸化アルミニウ
    ムである請求項１９に記載のフォトマスクの作製方法。
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