JPH11340206A - Flattening method - Google Patents

Flattening method

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JPH11340206A
JPH11340206A JP15842198A JP15842198A JPH11340206A JP H11340206 A JPH11340206 A JP H11340206A JP 15842198 A JP15842198 A JP 15842198A JP 15842198 A JP15842198 A JP 15842198A JP H11340206 A JPH11340206 A JP H11340206A
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JP
Japan
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resist
pattern
flattening
processed
etching
Prior art date
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Application number
JP15842198A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideharu Nakajima
英晴 中嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flattening method for flattening a surface of a workpiece, at low cost. SOLUTION: A resist 36 is exposed by using a pattern focused only at a lower part 35 with a focus face at the lower part 35 and an out-of-focus face at a higher part 34. An interlayer insulating film 32 is etched with a mask, and after the resist 36 is removed, a surface 38 of the interlayer insulating film 32 is flattened. Even if the whole the resist 36 is exposed without positioning the pattern to a wide-area step part 36, the resist 36 in this pattern can be selectively left at the lower part 35, so that there remains substantially only a local step at the interlayer insulating film 32 after the etching.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置の
製造等に際して被処理体の表面を平坦化するための平坦
化方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flattening method for flattening a surface of an object to be processed when manufacturing a semiconductor device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造においては、設計ルー
ルの微細化に伴って、リソグラフィで使用する露光装置
の解像度を高めているが、解像度を高めるための一つの
手段として露光装置の開口数を大きくすると、この開口
数の2乗に反比例して露光装置の焦点深度が小さくな
る。焦点深度を小さくすることなく解像度を高めるため
には、露光装置で使用する光の波長を短くしたりレジス
トプロセスを改善したりする必要がある。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, the resolution of an exposure apparatus used in lithography has been increased in accordance with the miniaturization of design rules. One of the means for increasing the resolution is to increase the numerical aperture of the exposure apparatus. As the value increases, the depth of focus of the exposure apparatus decreases in inverse proportion to the square of the numerical aperture. In order to increase the resolution without reducing the depth of focus, it is necessary to shorten the wavelength of light used in the exposure apparatus and to improve the resist process.

【0003】しかし、露光装置で使用する光の短波長化
やレジストプロセスの改善の進行よりも微細化に対する
要求の方が先行しているのが現状である。そこで、半導
体装置の構造上の高低差を少なくして焦点深度の不足を
補い、焦点ずれを抑制して微細なパターンを確実に解像
するために、層間絶縁膜の表面を平坦化している。
However, at present, the demand for miniaturization precedes the shortening of the wavelength of light used in an exposure apparatus and the progress of improvement of a resist process. Therefore, the surface of the interlayer insulating film is flattened in order to reduce the difference in height of the structure of the semiconductor device to compensate for the shortage of the depth of focus, suppress the defocus, and reliably resolve a fine pattern.

【0004】この様な平坦化を行うための方法として、
レジスト等の平坦化膜を層間絶縁膜上に形成し、レジス
ト等と層間絶縁膜とを同時にエッチバックする所謂レジ
ストエッチバック法等が従来から採用されている。ま
た、シリコンウェハの鏡面加工を応用した化学的機械研
磨法も採用されており、図3が、その装置を示してい
る。この化学的機械研磨装置では、研磨プレート11の
表面に研磨パッド12が接着されており、研磨プレート
回転軸13が研磨プレート11を回転させる。
As a method for performing such flattening,
A so-called resist etch-back method of forming a planarizing film such as a resist on the interlayer insulating film and simultaneously etching back the resist and the interlayer insulating film has been adopted. Further, a chemical mechanical polishing method using mirror surface processing of a silicon wafer is also employed, and FIG. 3 shows the apparatus. In this chemical mechanical polishing apparatus, a polishing pad 12 is adhered to a surface of a polishing plate 11, and a polishing plate rotating shaft 13 rotates the polishing plate 11.

【0005】研磨パッド12の表面に目立て層14を形
成するためのドレッサ15が研磨パッド12の一部に対
向している。ドレッサ15の金属板にはダイヤモンド1
6等が電着されており、ドレッサ回転軸17がドレッサ
15を回転させる。研磨スラリ供給装置21は研磨パッ
ド12の中央部まで延びているノズル22を有してお
り、このノズル22から研磨パッド12上に研磨スラリ
23が供給される。
A dresser 15 for forming a dressing layer 14 on the surface of the polishing pad 12 faces a part of the polishing pad 12. Diamond 1 on the metal plate of dresser 15
6 and the like are electrodeposited, and the dresser rotating shaft 17 rotates the dresser 15. The polishing slurry supply device 21 has a nozzle 22 extending to the center of the polishing pad 12, and a polishing slurry 23 is supplied from the nozzle 22 onto the polishing pad 12.

【0006】層間絶縁膜が形成されたシリコンウェハで
ある被処理体24を支持するためのキャリア25も研磨
パッド12に対向しており、被処理体24を密着させる
ためのバッキングフィルム26がキャリア25に設けら
れている。キャリア回転軸27がキャリア25を回転さ
せ、研磨圧力調整機構28がキャリア25に圧力を印加
する。
A carrier 25 for supporting an object to be processed 24, which is a silicon wafer having an interlayer insulating film formed thereon, also faces the polishing pad 12, and a backing film 26 for bringing the object to be processed 24 into close contact with the carrier 25. It is provided in. The carrier rotation shaft 27 rotates the carrier 25, and the polishing pressure adjusting mechanism 28 applies pressure to the carrier 25.

【0007】この化学的機械研磨装置で被処理体24に
おける層間絶縁膜の表面を平坦化するためには、ドレッ
サ15によるドレッシング(研削)で研磨パッド12に
目立て層14を形成した後に、研磨プレート回転軸13
及びキャリア回転軸27を回転させる。そして、ノズル
22から研磨パッド12の中央部に研磨スラリ23を供
給しながら、研磨圧力調整機構28で被処理体24を研
磨パッド12に押圧して、層間絶縁膜の表面を研磨す
る。
In order to flatten the surface of the interlayer insulating film in the object to be processed 24 by this chemical mechanical polishing apparatus, the dressing layer 14 is formed on the polishing pad 12 by dressing (grinding) with a dresser 15, and then the polishing plate is formed. Rotating shaft 13
And the carrier rotation shaft 27 is rotated. Then, while the polishing slurry 23 is supplied from the nozzle 22 to the center of the polishing pad 12, the object 24 is pressed against the polishing pad 12 by the polishing pressure adjusting mechanism 28 to polish the surface of the interlayer insulating film.

【0008】ところで、配線等を形成したシリコンウェ
ハ上に層間絶縁膜を形成すると、この層間絶縁膜の表面
には、配線そのものによる局所的段差とシリコンウェハ
の面内における配線密度の差による広域的段差とが形成
される。しかし、上述のレジストエッチバック法は勿論
のこと、図3に示した装置を用いる化学的機械研磨法で
さえも、層間絶縁膜の表面の平坦化に際して広域的段差
を十分に解消することは困難で、露光装置の焦点深度の
不足を十分には補うことができない。
By the way, when an interlayer insulating film is formed on a silicon wafer on which wirings and the like are formed, the surface of the interlayer insulating film has a wide area due to a local step due to the wiring itself and a difference in wiring density in the plane of the silicon wafer. A step is formed. However, not only the above-described resist etch-back method but also the chemical mechanical polishing method using the apparatus shown in FIG. 3 makes it difficult to sufficiently eliminate a wide area step when flattening the surface of the interlayer insulating film. Therefore, the shortage of the depth of focus of the exposure apparatus cannot be sufficiently compensated.

【0009】即ち、化学的機械研磨法で広域的段差を解
消するためには、研磨パッド12の弾性を高くしたり、
研磨パッド12と被処理体24との相対速度を速くした
り、これらの両方を行ったりする必要がある。しかし、
これらの何れもが、被処理体24の表面の反りに対する
研磨パッド12の追従性を低下させて、被処理体24の
面内における研磨の均一性を低下させる。従って、研磨
の均一性を確保するという条件下では、広域的段差を十
分に解消することが困難である。
That is, in order to eliminate a wide area step by the chemical mechanical polishing method, the elasticity of the polishing pad 12 is increased,
It is necessary to increase the relative speed between the polishing pad 12 and the object 24 or to perform both of them. But,
Any of these causes the polishing pad 12 to follow the surface of the object 24 to be warped, thereby reducing the uniformity of polishing within the surface of the object 24. Therefore, it is difficult to sufficiently eliminate a wide area step under the condition of ensuring uniformity of polishing.

【0010】そこで、化学的機械研磨法等と他の方法と
を併用して広域的段差を解消する平坦化方法が考えられ
ており、図4がその一従来例を示している。この一従来
例では、図4(a)に示す様に、配線31を層間絶縁膜
32で覆った後、図4(b)に示す様に、広域的段差3
3の高部34を露出させて低部35のみを覆うレジスト
36を形成する。
In view of the above, a flattening method has been considered in which a wide area step is eliminated by using a chemical mechanical polishing method or the like in combination with another method. FIG. 4 shows a conventional example. In this conventional example, as shown in FIG. 4A, after the wiring 31 is covered with an interlayer insulating film 32, as shown in FIG.
Then, a resist 36 exposing the high part 34 of the third part and covering only the low part 35 is formed.

【0011】次に、図4(c)に示す様に、レジスト3
6をマスクにして高部34のみをエッチングし、その後
にレジスト36を除去する。そして、図4(d)に示す
様に、凹凸部37が残存している層間絶縁膜32を化学
的機械研磨して、層間絶縁膜32の表面38を平坦化す
る。
Next, as shown in FIG.
Only the high portion 34 is etched using the mask 6 as a mask, and then the resist 36 is removed. Then, as shown in FIG. 4D, the interlayer insulating film 32 in which the uneven portions 37 remain is chemically and mechanically polished, and the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is flattened.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示し
た一従来例では、図4(b)に示した様に広域的段差3
3の低部35のみを覆って高部34を露出させるレジス
ト36を形成する必要があり、そのために、レジスト3
6のパターンを広域的段差33に対して位置合わせする
必要がある。しかし、この様な位置合わせのために、リ
ソグラフィ工程の生産性が低下して、層間絶縁膜32の
表面38を低コストで平坦化することが困難であった。
従って、本願の発明は、被処理体の表面を低コストで平
坦化することができる平坦化方法を提供することを目的
としている。
However, in the conventional example shown in FIG. 4, a wide step 3 is formed as shown in FIG.
It is necessary to form a resist 36 that covers only the lower portion 35 of the resist 3 and exposes the higher portion 34.
It is necessary to align the pattern No. 6 with the wide area step 33. However, due to such alignment, the productivity of the lithography process is reduced, and it has been difficult to flatten the surface 38 of the interlayer insulating film 32 at low cost.
Therefore, an object of the invention of the present application is to provide a planarization method capable of planarizing the surface of an object to be processed at low cost.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る平坦化方
法では、被処理体の段差の低部を焦点面とし段差の高部
を焦点深度外として低部でのみ解像されるパターンで被
処理体上のレジストを露光させるので、段差の高部では
パターンが解像されなくてコントラストが低い。このた
め、被処理体の段差に対してパターンを位置合わせする
ことなくレジストの全体を露光させても、パターンの転
写後に、段差の高部にはレジストを殆ど残さず、転写さ
れたパターンを有するレジストを段差の低部に選択的に
残すことができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flattening method, wherein a low-level portion of a step of an object to be processed is a focal plane, and a high-level portion of the step is out of the depth of focus. Since the resist on the object to be processed is exposed, the pattern is not resolved at the high part of the step and the contrast is low. Therefore, even if the entire resist is exposed without aligning the pattern with respect to the step of the object to be processed, after the pattern is transferred, almost no resist remains on the high part of the step, and the transferred pattern has The resist can be selectively left at the lower part of the step.

【0014】そして、パターンが転写されたレジストを
マスクにして被処理体をエッチングするので、段差の高
部であった部分の上面と段差の低部であった部分で且つ
レジストに覆われている部分の上面との段差を、後の平
坦化で解消可能な程度にすることができる。このため、
被処理体の当初の段差が広域的な段差であっても、パタ
ーンの密度をある程度以上に高くしておけば、エッチン
グ後に被処理体には局所的な段差しか実質的に存在しな
くなる。
Since the object to be processed is etched using the resist to which the pattern has been transferred as a mask, the upper surface of the high step portion and the low step portion are covered with the resist. The step with the upper surface of the portion can be reduced to a level that can be eliminated by flattening later. For this reason,
Even if the initial step of the object is a wide-area step, if the density of the pattern is set to a certain level or higher, the object does not substantially have a local step after etching.

【0015】この結果、レジストを除去した後に、局所
的な段差しか解消することができなくて広域的な段差は
解消することができない方法で被処理体の表面を平坦化
しても、被処理体の表面から段差を解消することができ
る。つまり、被処理体が広域的な段差を有していてこの
広域的な段差に対してパターンを位置合わせすることな
くレジストの全体を露光させても、被処理体の表面から
段差を解消することができる。
As a result, after removing the resist, even if the surface of the object to be processed is flattened by a method in which local stepping cannot be eliminated and a wide area step cannot be eliminated, The step can be eliminated from the surface. That is, even if the object to be processed has a wide step and the entire resist is exposed without aligning the pattern with the wide step, the step is eliminated from the surface of the object. Can be.

【0016】請求項2に係る平坦化方法では、レジスト
を露光させるパターンの幅を露光における解像限界の幅
にするので、被処理体の段差の高部において露光時のコ
ントラストが更に低くなる。このため、段差の高部にレ
ジストが残る可能性が更に低く、レジストをマスクにし
たエッチングの前や最中に被処理体の段差の高部からレ
ジストを除去する処理が少なくてよい。
In the flattening method according to the second aspect, since the width of the pattern for exposing the resist is set to the width of the resolution limit in the exposure, the contrast at the time of exposure is further lowered at a high step portion of the object. For this reason, the possibility that the resist remains at the high part of the step is further reduced, and the process of removing the resist from the high part of the step of the object to be processed before or during etching using the resist as a mask may be small.

【0017】請求項3に係る平坦化方法では、レジスト
を露光させるパターンの密度を調整することによって被
処理体の段差の高部におけるエッチングの量を調整する
が、パターンの密度を増減させれば、被処理体の段差の
高部に残るレジストの密度も増減して、このレジストを
マスクにしたその後のエッチングに際して段差の高部の
エッチング量が減増する。このため、被処理体の段差の
高部であった部分の上面と段差の低部であった部分の上
面とをエッチングで等しい高さに揃え易い。
In the flattening method according to the third aspect, the amount of etching at the high part of the step of the object to be processed is adjusted by adjusting the density of the pattern for exposing the resist. In addition, the density of the resist remaining at the high part of the step of the object to be processed also increases and decreases, and the amount of etching of the high part of the step decreases during subsequent etching using this resist as a mask. For this reason, it is easy to make the upper surface of the portion where the step is high in the object to be processed and the upper surface of the portion where the step is low the same height by etching.

【0018】請求項4に係る平坦化方法では、レジスト
を露光させるパターンとしてストライプパターン、ドッ
トパターンまたはこれらの組合せパターンを用いるの
で、広い領域でもストライプパターンで効率的に埋める
ことができ、狭い領域でもドットパターンで均等に埋め
ることができて、パターンの密度を容易に高めることが
できる。このため、被処理体の段差の高部であった部分
と段差の低部であった部分とで平坦化速度を同等程度に
することができる。
In the flattening method according to the fourth aspect, a stripe pattern, a dot pattern, or a combination thereof is used as a pattern for exposing the resist, so that a wide area can be efficiently filled with the stripe pattern, and even a narrow area can be filled. The dot pattern can be evenly filled, and the density of the pattern can be easily increased. For this reason, it is possible to make the flattening speed of the portion where the step is high and the portion where the step is low the same level.

【0019】請求項5に係る平坦化方法では、レジスト
が侵食される条件で被処理体をエッチングするので、パ
ターンの転写後に被処理体の段差の高部にレジストがあ
る程度まで残っても、エッチングに伴って段差の高部の
レジストを完全に除去することができて、被処理体の表
面から段差を容易に解消することができる。
In the flattening method according to the fifth aspect, since the object to be processed is etched under the condition that the resist is eroded, even if the resist remains to a certain degree at a high portion of the step of the object after the pattern is transferred, the etching is performed. As a result, the resist at the high part of the step can be completely removed, and the step can be easily eliminated from the surface of the object to be processed.

【0020】請求項6に係る平坦化方法では、パターン
が転写されたレジストのうちで少なくとも被処理体の段
差の高部上における部分をエッチング前に侵食するの
で、パターンの転写後に被処理体の段差の高部にレジス
トがある程度まで残っても、侵食やその後のエッチング
で段差の高部のレジストを完全に除去することができ
て、被処理体の表面から段差を容易に解消することがで
きる。
In the flattening method according to the sixth aspect, at least a portion of the resist to which the pattern has been transferred on the high part of the step of the object to be processed is eroded before etching, so that the object to be processed is transferred after the pattern is transferred. Even if the resist remains on the high part of the step to a certain extent, the resist on the high part of the step can be completely removed by erosion or subsequent etching, and the step can be easily eliminated from the surface of the object to be processed. .

【0021】請求項7に係る平坦化方法では、レジスト
を露光させるパターンを被処理体の段差の少なくとも低
部に対応させるので、転写されたパターンを有するレジ
ストが段差の低部に必ず残る。しかも、パターンが段差
の高部に対応しても、パターンの転写後に段差の高部に
はレジストが殆ど残らない。このため、被処理体の段差
に対するパターンの位置合わせの精度が低くても、被処
理体の段差の高部であった部分の上面と段差の低部であ
った部分の上面とをエッチングで等しい高さに揃え易
い。
In the flattening method according to the seventh aspect, since the pattern for exposing the resist is made to correspond to at least the lower part of the step of the object to be processed, the resist having the transferred pattern always remains on the lower part of the step. Moreover, even if the pattern corresponds to the high part of the step, almost no resist remains on the high part of the step after the pattern is transferred. For this reason, even if the accuracy of pattern alignment with respect to the step of the object to be processed is low, the upper surface of the portion where the step is high and the upper surface of the portion where the step is low are equal by etching. Easy to adjust to height.

【0022】請求項8に係る平坦化方法では、化学的機
械研磨によって被処理体を平坦化するので、被処理体の
表面から段差を更に正確に解消することができる。
In the flattening method according to the eighth aspect, since the object to be processed is flattened by chemical mechanical polishing, a step can be more accurately eliminated from the surface of the object to be processed.

【0023】請求項9に係る平坦化方法では、エッチン
グ後に被処理体上に形成した平坦化膜と被処理体とを同
時にエッチバックすることによって被処理体を平坦化す
るので、新規な装置を用いることなく被処理体の表面か
ら段差を解消することができる。
In the flattening method according to the ninth aspect, the object to be processed is planarized by simultaneously etching back the planarized film formed on the object to be processed after etching and the object to be processed. The step can be eliminated from the surface of the object without being used.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、半導体装置の製造に際して
層間絶縁膜の表面を平坦化するための平坦化方法に適用
した本願の発明の第1及び第2実施形態を、図1、2を
参照しながら説明する。図1が、第1実施形態を示して
いる。この第1実施形態では、図1(a)に示す様に高
さ0.6μm程度の配線31を層間絶縁膜32で覆った
後、層間絶縁膜32上の全面にレジスト36を塗布す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, first and second embodiments of the present invention applied to a planarization method for planarizing the surface of an interlayer insulating film in manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. I will explain while. FIG. 1 shows a first embodiment. In the first embodiment, as shown in FIG. 1A, after a wiring 31 having a height of about 0.6 μm is covered with an interlayer insulating film 32, a resist 36 is applied on the entire surface of the interlayer insulating film 32.

【0025】その後、解像度Rがk1 ・λ/NAと表さ
れ、焦点深度DOFがk2 ・λ/NA2 と表され、プロ
セスで決定される定数k1 =0.4、k2 =1.0、露
光波長λ=0.248μm、開口数NA=0.7である
露光装置を用い、広域的段差33の低部35を焦点面と
して、ラインアンドスペースが0.14μmであるスト
ライプパターンやドットパターンやこれらの組合せパタ
ーンでレジスト36の全体を露光させる。そして、この
露光後にレジスト36を現像する。
Thereafter, the resolution R is expressed as k 1 λ / NA, the depth of focus DOF is expressed as k 2 λ / NA 2, and the constants k 1 = 0.4 and k 2 = 1 determined by the process. 0.0, an exposure wavelength λ = 0.248 μm, a numerical aperture NA = 0.7, and a stripe pattern having a line and space of 0.14 μm with the lower part 35 of the wide area step 33 as a focal plane. The entire resist 36 is exposed with a dot pattern or a combination of these patterns. Then, after this exposure, the resist 36 is developed.

【0026】ところで、上述の式から焦点深度DOFが
0.50μmであり且つ上述の様に広域的段差33の低
部35を焦点面としているので、低部35からの高さが
0.25μm以上の部分は焦点深度外である。従って、
低部35からの高さが0.6μm程度である高部34は
焦点深度外である。また、上述の式から解像度Rが0.
14μmであるので、0.14μmというラインアンド
スペースは解像限界である。
According to the above equation, the depth of focus DOF is 0.50 μm and the low portion 35 of the wide area step 33 is used as the focal plane as described above, so that the height from the low portion 35 is 0.25 μm or more. Is outside the depth of focus. Therefore,
The high part 34 whose height from the low part 35 is about 0.6 μm is outside the depth of focus. Also, from the above equation, the resolution R is set to 0.
Since it is 14 μm, the line and space of 0.14 μm is the resolution limit.

【0027】このため、高部34ではパターンが解像さ
れなくてコントラストが非常に低く、レジスト36の全
体を露光させても、図1(b)に示す様に、レジスト3
6の現像後には、高部34にはレジスト36が殆ど残ら
ず、転写されたパターンを有するレジスト36は低部3
5に選択的に残る。
For this reason, the pattern is not resolved in the high part 34 and the contrast is very low. Even if the entire resist 36 is exposed, as shown in FIG.
After the development of Step 6, the resist 36 hardly remains in the high portion 34, and the resist 36 having the transferred pattern is in the low portion 3
5 remains selectively.

【0028】次に、図1(c)に示す様に、レジスト3
6をマスクにして広域的段差33の高さ程度つまり配線
31の高さ程度だけ層間絶縁膜32をエッチングした
後、レジスト36を除去する。この結果、高部34であ
ってエッチングされた部分の上面41と低部35であっ
た部分で且つレジスト36に覆われていてエッチングさ
れなかった部分の上面42とが略等しい高さになる。こ
のため、層間絶縁膜32の表面には局所的な段差しか存
在しなくなる。
Next, as shown in FIG.
Using the mask 6 as a mask, the interlayer insulating film 32 is etched by the height of the wide step 33, that is, by the height of the wiring 31, and then the resist 36 is removed. As a result, the upper surface 41 of the etched portion, which is the high portion 34, and the upper surface 42 of the portion, which was the low portion 35, which was covered with the resist 36 and was not etched, have substantially the same height. Therefore, there is no local step on the surface of the interlayer insulating film 32.

【0029】なお、図1(b)に示した様に、現像後に
レジスト36が高部34に僅かに残っていても、層間絶
縁膜32のエッチングの初期に高部34のレジスト36
も同時にエッチングされて、図1(c)に示した様に、
上面41の形状にレジスト36の影響は殆ど残らない。
As shown in FIG. 1B, even if the resist 36 slightly remains in the high part 34 after the development, the resist 36 in the high part 34 is initially formed in the etching of the interlayer insulating film 32.
Is also etched at the same time, as shown in FIG.
The shape of the upper surface 41 is hardly affected by the resist 36.

【0030】次に、図1(d)に示す様に、層間絶縁膜
32の表面38を化学的機械研磨する。このとき、低部
35であった部分には、高部34であった部分の上面4
1と等しい高さの上面42が高密度に存在しているの
で、低部35であった部分の研磨速度が高部34であっ
た部分の研磨速度に近い。このため、化学的機械研磨に
よって、層間絶縁膜32の表面38が平坦化される。
Next, as shown in FIG. 1D, the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is subjected to chemical mechanical polishing. At this time, the upper portion 4 of the portion that was the high portion 34
Since the upper surface 42 having a height equal to 1 exists at a high density, the polishing speed of the portion that was the lower portion 35 is close to the polishing speed of the portion that was the higher portion 34. For this reason, the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is planarized by chemical mechanical polishing.

【0031】なお、定数k2 及び露光波長λを上述の値
よりも小さくすると共に開口数NAを上述の値よりも大
きくすると、焦点深度DOFが更に小さくなるので、レ
ジスト36の露光時に高部34でコントラストが更に低
くなる。このため、高部34にレジスト36が残る可能
性が更に低くなって、層間絶縁膜32の表面38の平坦
化が更に容易になる。但し、焦点深度DOFが0.8μ
m程度以下であれば、実際の半導体装置の製造には支障
が生じない。
If the constant k 2 and the exposure wavelength λ are made smaller than the above values and the numerical aperture NA is made larger than the above values, the depth of focus DOF becomes further smaller. The contrast is further reduced. Therefore, the possibility that the resist 36 remains on the high portion 34 is further reduced, and the planarization of the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is further facilitated. However, DOF is 0.8μ
If it is about m or less, no problem occurs in the actual manufacture of the semiconductor device.

【0032】図2が、第2実施形態を示している。この
第2実施形態でも、図2(a)(b)に示す様に、レジ
スト36の全体の露光及び現像までは上述の第1実施形
態と同様の工程を実行する。しかし、この第2実施形態
では、その後、100nm程度の厚さだけレジスト36
を除去する条件で、レジスト36をアッシングする。こ
のアッシングは等方性及び異方性の何れでもよい。
FIG. 2 shows a second embodiment. Also in the second embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the same steps as those in the first embodiment are executed until the entire exposure and development of the resist 36. However, in the second embodiment, after that, the resist 36 has a thickness of about 100 nm.
The resist 36 is ashed under the condition of removing. This ashing may be either isotropic or anisotropic.

【0033】この結果、図2(c)に示す様に、高部3
4にレジスト36が残る可能性が第1実施形態よりも低
い。従って、その後、図2(d)(e)に示す様に、再
び上述の第1実施形態と同様の工程を実行するが、層間
絶縁膜32の表面38の平坦化が第1実施形態よりも容
易である。
As a result, as shown in FIG.
4 is less likely to remain the resist 36 than in the first embodiment. Therefore, thereafter, as shown in FIGS. 2D and 2E, the same steps as those in the first embodiment are performed again, but the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is flattened more than in the first embodiment. Easy.

【0034】なお、以上の第1及び第2実施形態では、
ラインアンドスペースが解像限界の0.14μmである
ストライプパターンやドットパターンやこれらの組合せ
パターンでレジスト36を露光させているが、高部34
で解像されないパターンであれば、解像限界よりも幅の
広いラインアンドスペースのパターンでもよく、ライン
の方がスペースよりも幅の広いパターンでもよい。
In the first and second embodiments described above,
The resist 36 is exposed by a stripe pattern or a dot pattern whose line and space has a resolution limit of 0.14 μm or a combination pattern thereof.
If the pattern is not resolved by the above, a line-and-space pattern wider than the resolution limit or a line wider than the space may be used.

【0035】特に、ラインの方がスペースよりも幅の広
いパターンであれば、高部34であった部分の上面41
と等しい高さの上面42が低部35に50%以上の密度
で形成されるので、層間絶縁膜32の表面38の化学的
機械研磨に際して、低部35であった部分の研磨速度が
高部34であった部分の研磨速度に更に近くなって、層
間絶縁膜32の表面38の平坦性が更に向上する。
In particular, if the pattern of the line is wider than the space, the upper surface 41 of the high portion 34
Is formed in the lower portion 35 at a density of 50% or more, so that when the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is chemically and mechanically polished, the polishing rate of the portion which was the lower portion 35 is increased to the higher portion. Since the polishing rate of the portion which was 34 is closer, the flatness of the surface 38 of the interlayer insulating film 32 is further improved.

【0036】また、パターンの密度つまりパターンの全
体に対するラインの比率を増減させれば、現像後に高部
34に残るレジスト36の密度も増減して、このレジス
ト36をマスクにしたその後のエッチングに際して高部
34のエッチング量が減増する。このため、上面41と
上面42とをエッチングで等しい高さに揃え易い。
If the density of the pattern, that is, the ratio of the line to the entire pattern is increased or decreased, the density of the resist 36 remaining in the high portion 34 after the development is also increased or decreased. The etching amount of the portion 34 decreases and increases. For this reason, it is easy to make upper surface 41 and upper surface 42 uniform by etching.

【0037】また、以上の第1及び第2実施形態では、
ストライプパターン等でレジスト36の全体を露光させ
ているが、ストライプパターン等を少なくとも低部35
に対応させた状態で、つまり、アライメント余裕よりも
広い幅でストライプパターン等を低部35から高部34
にまで広げた状態で、レジスト36を露光させてもよ
い。
In the first and second embodiments,
The entire resist 36 is exposed with a stripe pattern or the like.
In other words, the stripe pattern or the like is moved from the lower portion 35 to the higher portion 34 with a width wider than the alignment margin.
The resist 36 may be exposed in a state where the resist 36 is spread out.

【0038】この様にすると、転写されたストライプパ
ターン等を有するレジスト36が低部35に必ず残る。
しかも、ストライプパターン等が高部34にまで広がっ
ても、現像後には高部34にレジスト36が殆ど残らな
い。このため、広域的段差33に対するストライプパタ
ーン等の位置合わせの精度が低くても、上面41と上面
42とをエッチングで等しい高さに揃え易い。
In this manner, the resist 36 having the transferred stripe pattern or the like always remains in the lower portion 35.
Moreover, even if the stripe pattern or the like spreads to the high part 34, the resist 36 hardly remains on the high part 34 after development. For this reason, even if the accuracy of alignment of the stripe pattern or the like with respect to the wide area step 33 is low, the upper surface 41 and the upper surface 42 can be easily adjusted to the same height by etching.

【0039】また、以上の第1及び第2実施形態では、
層間絶縁膜32の表面38を平坦化するために化学的機
械研磨を行っているが、所謂エッチバック法等で表面3
8を平坦化してもよい。更に、以上の第1及び第2実施
形態は半導体装置の製造に際して層間絶縁膜32の表面
38を平坦化するための平坦化方法に本願の発明を適用
したものであるが、本願の発明は層間絶縁膜以外の表面
の平坦化や半導体装置の製造以外における平坦化にも適
用することができる。
In the first and second embodiments described above,
Although chemical mechanical polishing is performed to planarize the surface 38 of the interlayer insulating film 32, the surface 3 is formed by a so-called etch-back method or the like.
8 may be flattened. In the first and second embodiments described above, the invention of the present application is applied to a planarization method for planarizing the surface 38 of the interlayer insulating film 32 in manufacturing a semiconductor device. The present invention can be applied to flattening of a surface other than the insulating film and flattening other than manufacturing of a semiconductor device.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1に係る平坦化方法では、被処理
体が広域的な段差を有していてこの広域的な段差に対し
てパターンを位置合わせすることなくレジストの全体を
露光させても、被処理体の表面から段差を解消すること
ができるので、被処理体の表面を低コストで平坦化する
ことができる。
According to the first aspect of the present invention, the object to be processed has a wide step, and the entire resist is exposed without aligning the pattern with the wide step. In addition, since the step can be eliminated from the surface of the object to be processed, the surface of the object to be processed can be flattened at low cost.

【0041】請求項2に係る平坦化方法では、レジスト
をマスクにしたエッチングの前や最中に被処理体の段差
の高部からレジストを除去する処理が少なくてよいの
で、被処理体の表面を更に低コストで平坦化することが
できる。
In the flattening method according to the second aspect, the process of removing the resist from the high part of the step of the object before or during the etching using the resist as a mask may be small, so that the surface of the object to be processed may be reduced. Can be flattened at a lower cost.

【0042】請求項3に係る平坦化方法では、被処理体
の段差の高部であった部分の上面と段差の低部であった
部分の上面とをエッチングで等しい高さに揃え易いの
で、エッチング後の平坦化処理が容易であり、被処理体
の表面を更に低コストで平坦化することができる。
In the flattening method according to the third aspect, the upper surface of the portion where the step is high and the upper surface of the portion where the step is low of the object to be processed are easily made to have the same height by etching. The flattening process after the etching is easy, and the surface of the object to be processed can be flattened at a lower cost.

【0043】請求項4に係る平坦化方法では、被処理体
の段差の高部であった部分と段差の低部であった部分と
で平坦化速度を同等程度にすることができるので、平坦
化処理が容易であり、被処理体の表面を更に低コストで
平坦化することができる。
In the flattening method according to the fourth aspect, the flattening speed can be made substantially equal between the portion having the high step and the portion having the low step on the object to be processed. And the surface of the object can be flattened at a lower cost.

【0044】請求項5に係る平坦化方法では、パターン
の転写後に被処理体の段差の高部にレジストがある程度
まで残っても、エッチングに伴って段差の高部のレジス
トを完全に除去することができて、被処理体の表面から
段差を容易に解消することができるので、エッチング後
の平坦化処理が容易であり、被処理体の表面を更に低コ
ストで平坦化することができる。
In the flattening method according to the fifth aspect, even if a resist remains to a certain degree at a high portion of a step of the object after pattern transfer, the resist at a high portion of the step is completely removed by etching. As a result, a step can be easily eliminated from the surface of the object to be processed, so that a flattening process after etching is easy, and the surface of the object to be processed can be flattened at a lower cost.

【0045】請求項6に係る平坦化方法では、パターン
の転写後に被処理体の段差の高部にレジストがある程度
まで残っても、侵食やその後のエッチングで段差の高部
のレジストを完全に除去することができて、被処理体の
表面から段差を容易に解消することができるので、エッ
チング後の平坦化処理が容易であり、被処理体の表面を
更に低コストで平坦化することができる。
In the flattening method according to the sixth aspect, even if the resist remains to a certain degree at the high portion of the step of the object after the pattern is transferred, the resist at the high portion of the step is completely removed by erosion or subsequent etching. Since the step can be easily eliminated from the surface of the object to be processed, the flattening treatment after the etching is easy, and the surface of the object to be processed can be flattened at a lower cost. .

【0046】請求項7に係る平坦化方法では、被処理体
の段差に対するパターンの位置合わせの精度が低くて
も、被処理体の段差の高部であった部分の上面と段差の
低部であった部分の上面とをエッチングで等しい高さに
揃え易いので、被処理体の表面を更に低コストで平坦化
することができる。
In the flattening method according to the seventh aspect, even if the accuracy of pattern alignment with respect to the step of the object is low, the upper surface of the portion where the step is high and the low portion of the step are low. Since the upper surface of the portion to be processed is easily adjusted to the same height by etching, the surface of the object to be processed can be flattened at a lower cost.

【0047】請求項8に係る平坦化方法では、被処理体
の表面から段差を更に正確に解消することができるの
で、被処理体の表面を更に正確に平坦化することができ
る。
In the flattening method according to the eighth aspect, since the step can be more accurately eliminated from the surface of the object to be processed, the surface of the object to be processed can be flattened more accurately.

【0048】請求項9に係る平坦化方法では、新規な装
置を用いることなく被処理体の表面から段差を解消する
ことができるので、被処理体の表面を更に低コストで平
坦化することができる。
According to the flattening method of the ninth aspect, since the step can be eliminated from the surface of the object without using a new apparatus, the surface of the object can be flattened at a lower cost. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願の発明の第1実施形態を工程順に示す側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本願の発明の第2実施形態を工程順に示す側断
面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】平坦化に用いる化学的機械研磨装置の側面図で
ある。
FIG. 3 is a side view of a chemical mechanical polishing apparatus used for flattening.

【図4】本願の発明の一従来例を工程順に示す側断面図
である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a conventional example of the invention of the present application in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24…被処理体、33…広域的段差(段差)、34…高
部、35…低部、36…レジスト、38…表面
24: object to be processed, 33: wide area step (step), 34: high part, 35: low part, 36: resist, 38: surface

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 段差を有する被処理体上にレジストを塗
布する工程と、 前記段差の低部を焦点面とし前記段差の高部を焦点深度
外として前記低部でのみ解像されるパターンで前記レジ
ストを露光させる工程と、 前記パターンが転写された前記レジストをマスクにして
前記被処理体をエッチングする工程と、 前記エッチング後に前記レジストを除去する工程と、 前記除去後に前記被処理体の表面を平坦化する工程とを
具備することを特徴とする平坦化方法。
A step of applying a resist on an object to be processed having a step, and a pattern which is resolved only in the lower part with the lower part of the step as a focal plane and the higher part of the step outside the depth of focus. A step of exposing the resist, a step of etching the object using the resist to which the pattern is transferred as a mask, a step of removing the resist after the etching, and a surface of the object after the removal And a step of flattening.
【請求項2】 前記パターンの幅を前記露光における解
像限界の幅にすることを特徴とする請求項1記載の平坦
化方法。
2. The flattening method according to claim 1, wherein the width of the pattern is set to a width of a resolution limit in the exposure.
【請求項3】 前記パターンの密度を調整することによ
って前記高部における前記エッチングの量を調整するこ
とを特徴とする請求項1記載の平坦化方法。
3. The flattening method according to claim 1, wherein an amount of the etching in the high portion is adjusted by adjusting a density of the pattern.
【請求項4】 ストライプパターン、ドットパターンま
たはこれらの組合せパターンを前記パターンとして用い
ることを特徴とする請求項1記載の平坦化方法。
4. The method according to claim 1, wherein a stripe pattern, a dot pattern, or a combination pattern thereof is used as the pattern.
【請求項5】 前記レジストが侵食される条件で前記エ
ッチングを行うことを特徴とする請求項1記載の平坦化
方法。
5. The flattening method according to claim 1, wherein the etching is performed under a condition that the resist is eroded.
【請求項6】 前記パターンが転写された前記レジスト
のうちで少なくとも前記高部上における部分を前記エッ
チング前に侵食する工程を具備することを特徴とする請
求項1記載の平坦化方法。
6. The flattening method according to claim 1, further comprising a step of eroding at least a portion on the high portion of the resist to which the pattern has been transferred before the etching.
【請求項7】 前記パターンを少なくとも前記低部に対
応させた状態で前記露光を行うことを特徴とする請求項
1記載の平坦化方法。
7. The method according to claim 1, wherein the exposure is performed in a state where the pattern corresponds to at least the lower part.
【請求項8】 化学的機械研磨によって前記平坦化を行
うことを特徴とする請求項1記載の平坦化方法。
8. The method according to claim 1, wherein the planarization is performed by chemical mechanical polishing.
【請求項9】 前記エッチング後に前記被処理体上に平
坦化膜を形成し、 前記平坦化膜と前記被処理体とを同時にエッチバックす
ることによって前記平坦化を行うことを特徴とする請求
項1記載の平坦化方法。
9. The flattening film is formed on the object to be processed after the etching, and the flattening is performed by simultaneously etching back the flattening film and the object to be processed. 2. The flattening method according to 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006134668A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Sekisui Chem Co Ltd Surface treatment device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006134668A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Sekisui Chem Co Ltd Surface treatment device
JP4733377B2 (en) * 2004-11-04 2011-07-27 積水化学工業株式会社 Surface treatment equipment

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