JP3927768B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、基板の上に平坦な表面を有する膜を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、波長がおよそ１００ｎｍ以下の光を露光光とするリソグラフィー技術を用いて、１００ｎｍ近傍又はそれ以下の微細なサイズに加工されることにより製造されるようになってきた。
【０００３】
このような短波長のリソグラフィ技術においては、焦点深度が極端に低下するため、基板上に形成されている膜の表面を常に平坦にしておくことが必要不可欠となっている。このため、次世代（１００ｎｍ以下）の半導体装置を製造する上で、基板上の膜の平坦化技術は非常に重要な技術となっている。
【０００４】
現在、０．１３μｍ〜０．２５μｍのデバイスにおいては、膜を平坦化する技術としては、化学機械研磨（CMP：Chemical Mechanical Polishing）法が主流となっている。また、予め形成された２枚の膜を張り合わせて平坦な膜（平坦化膜）を形成する方法も提案されている。
【０００５】
前者のＣＭＰ法は良く知られているため説明は省略し、以下においては、例えば、特開平１０−３２１９８号公報に示されている、２枚の膜を張り合わせて平坦な膜を形成する方法について説明する。
【０００６】
まず、図２０（ａ）に示すように、基板１０１上に微細加工が施されて半導体デバイスが構成されると、段差を有する層１０２が形成される。以下、段差を有する層１０２が形成されている基板１０１のことを段差基板（１０１、１０２）と称する。
【０００７】
次に、あらかじめシートフィルム状に形成された膜１０３が張り付けられた板１０４を、シートフィルム状の膜１０３と段差を有する層１０２とが対向するように配置する。
【０００８】
次に、図２０（ｂ）に示すように、シートフィルム状の膜１０３が形成された板１０４と段差基板（１０１、１０２）とを互いに接近させた後、板１０４と段差基板（１０１、１０２）とを熱を加えながら互いに圧着する。
【０００９】
次に、図２０（ｃ）に示すように、板１０４のみを剥がして、段差基板（１０１、１０２）上にシートフィルム状の膜１０３を残す。
【００１０】
このようにすると、図２０（ｄ）に示すように、段差基板（１０１、１０２）の上に、表面が平坦なシートフィルム状の膜１０３が形成される。尚、図２０（ｄ）において、１０５は、配線パターン同士の間に形成され高いアスペクト比を有する凹部が埋らなかったことにより形成される欠如部である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の半導体装置の製造方法によると、Ａ点近傍の密パタン部における段差は吸収でき、膜１０３の平坦化は可能であるが、グローバル段差（距離の離れた場所同士の基板面からの高さの差）、例えば図２０（ｄ）におけるＡ点とＢ点との段差が発生してしまうと言う問題を有している。
【００１２】
また、配線パターンの間隔つまり段差パタンの間隔が１００ｎｍ以下になってくると、段差パタン同士の間に形成される凹部のアスペクト比が増大するため、該凹部が安定して埋らないと言う問題を有している。
【００１３】
もっとも、ＣＭＰ法を用いると、アスペクト比の高い凹部が埋らないと言う問題は発生しないが、グローバル段差を低減できないと言う本質的な問題は解決されない。
【００１４】
前記に鑑み、本発明は、グローバル段差の発生がなく、基板全体に亘って表面が平坦であると共に、アスペクト比の高い凹部を安定して埋めることができる膜を形成できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、押圧部材の平坦な押圧面により流動性を有する膜を基板に押圧して、流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、表面が平坦化された流動性を有する膜を固化する固化工程とを備えている。
【００１６】
第１の半導体装置の製造方法によると、基板の表面に流動性を有する膜（流動性膜）を形成した後、押圧部材の平坦な押圧面により流動性膜を押圧して、流動性膜を平坦化し、その後、表面が平坦化された流動性膜を固化するため、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まり欠如部が形成されない。
【００１７】
第１の半導体装置の製造方法において、押圧部材の押圧面は疎水性を有していることが好ましい。
【００１８】
このようにすると、押圧部材を固化された膜から離脱させやすくなるので、より欠陥の少ない平坦な膜を形成することができる。
【００１９】
第１の半導体装置の製造方法において、流動性を有する物質は、絶縁性物質であることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができる。
【００２１】
第１の半導体装置の製造方法において、流動性を有する物質は、液状又はジェル状であることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、基板の表面に、流動性を有する膜を簡易且つ確実に形成することができる。
【００２３】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、基板を回転させながら行なわれることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、アスペクト比の高い凹部の内部にまで流動性を有する物質を充填することができる。
【００２５】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、流動性を有する物質が供給された基板を回転させる工程を含むことが好ましい。
【００２６】
このようにすると、アスペクト比の高い凹部の内部にまで流動性を有する物質を充填することができる。
【００２７】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、基板を回転させながら流動性を有する物質をシャワー状又はスプレー状に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００２８】
このようにすると、比較的小さい膜厚を持つ流動性を有する膜を形成することができる。
【００２９】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、微小な噴射口を有するノズルと基板とを平面方向に相対移動させながら、流動性を有する物質を噴射口から基板の表面に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３０】
このようにすると、ノズルと基板との相対移動速度を調整することにより、流動性を有する膜の厚さを所望の大きさに制御することができる。また、流動性を有する物質の粘度を調整することにより、流動性を有する膜の流動性の程度を変化させることができる。また、ノズルの数を調整することにより、処理速度を制御することができる。
【００３１】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、ローラの表面に付着した流動性を有する物質をローラを回転しながら基板の表面に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３２】
このようにすると、ローラと基板との間隔及びローラを基板に押し付ける力を調整することにより、流動性を有する膜の厚さを制御することができる。また、粘性の高い流動性を有する材料を採用することができる。
【００３３】
第１の半導体装置の製造方法は、膜形成工程よりも後に、流動性を有する膜の周縁部を選択的に除去する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、半導体装置の製造プロセスにおいて基板の周縁部を機械的に保持することが容易になる。
【００３５】
この場合、流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、基板を回転させながら流動性を有する膜の周縁部に流動性を有する物質を溶解させる溶液を供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、円形又は角数の多い多角形の平面形状を有する基板の周縁部を確実に除去することができる。
【００３７】
また、この場合、流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、流動性を有する膜の周縁部に光を照射して周縁部を改質した後、改質された周縁部を除去することにより行なわれることが好ましい。
【００３８】
このようにすると、円形又は角数の多い多角形の平面形状のみならず、三角形又は四角形などのように角数の少ない多角形の平面形状を有する基板の周縁部をを確実に除去することができる。
【００３９】
第１の半導体装置の製造方法において、平坦化工程は、基板の表面と押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧面により流動性を有する膜を押圧する工程を含むことが好ましい。
【００４０】
このようにすると、流動性を有する膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【００４１】
第１の半導体装置の製造方法において、平坦化工程は、基板が載置されているステージの表面と押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧面により流動性を有する膜を押圧する工程を含むことが好ましい。
【００４２】
このようにすると、流動性を有する膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【００４３】
これらの場合、複数の距離を測定する工程は、測定部位における単位面積当たりの静電容量を計測することにより行なわれることが好ましい。
【００４４】
このようにすると、複数の距離を簡易且つ確実に測定することができる。
【００４５】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることが好ましい。
【００４６】
このようにすると、流動性を有する膜を熱化学反応により容易に固化させることができる。
【００４７】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜に光を照射することにより行なわれることが好ましい。
【００４８】
このようにすると、流動性を有する膜を光化学反応又は熱化学反応により容易に固化させることができる。
【００４９】
この場合、流動性を有する膜に光を照射する工程は、流動性を有する膜を冷却しながら行なわれるか、又は流動性を有する膜を冷却により仮に固化させた後に行なわれることが好ましい。
【００５０】
このようにすると、流動性を有する膜の流動性が高い場合でも、流動性を有する膜を平坦性を損なうことなく確実に固化させることができる。
【００５１】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜に光を照射すると共に流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることが好ましい。
【００５２】
このようにすると、流動性を有する膜を光化学反応及び熱化学反応により速やかに固化させることができる。
【００５３】
第１の半導体装置の製造方法は、固化工程の後に、流動性を有する膜を全体に亘って薄膜化する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００５４】
このようにすると、所望の厚さよりも大きい厚さを有する流動性を有する膜を形成しておいてから、薄膜化により所望の厚さを有する膜を形成することができるので、安定し且つプロセスウインドウの広いプロセスを実現できる。
【００５５】
この場合、流動性を有する膜を薄膜化する工程は、プラズマエッチング法により行なわれることが好ましい。
【００５６】
このようにすると、薄膜化された膜の厚さの精度が向上する。
【００５７】
また、この場合、流動性を有する膜を薄膜化する工程は、化学機械研磨法により行なわれることが好ましい。
【００５８】
このようにすると、膜を薄膜化する工程が容易になる。
【００５９】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法は、基板の表面に流動性を有する絶縁物質を供給して流動性を有する絶縁膜を形成する工程と、押圧部材の平坦な押圧面により流動性を有する絶縁膜を基板に押圧して、流動性を有する絶縁膜の表面を平坦化する工程と、表面が平坦化された流動性を有する絶縁膜を固化する工程と、固化した絶縁膜に対して選択的エッチングを行なって、固化した絶縁膜に凹部を形成する工程と、凹部に金属材料を埋め込んで、埋め込み配線又はプラグを形成する工程とを備えている。
【００６０】
第２の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができるので、リソグラフィ技術により絶縁膜の上にマスクパターンを形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【００６１】
第２の半導体装置の製造方法において、絶縁膜は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜、光造形膜、感光性樹脂膜又は多孔質膜であることが好ましい。
【００６２】
このようにすると、緻密で且つ平坦性に優れた絶縁膜を形成することができる。
【００６３】
第２の半導体装置の製造方法において、絶縁膜の比誘電率は、およそ４以下であることが好ましい。
【００６４】
このようにすると、配線間容量を低減できるので、半導体装置の性能が向上する。
【００６５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００６６】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハからなる基板１と段差を有する層２とからなる段差基板（１、２）の表面に、流動性を有する物質、例えば液状又はジェル状の物質を供給して、流動性を有する膜（以下、単に流動性膜と称する）３を形成する。
【００６７】
流動性膜としては、有機膜、無機膜、有機無機混成膜（有機無機ハイブリッド膜）、光が照射されると硬化する光造形膜、レジスト膜などの感光性樹脂膜、及び径が数ｎｍ〜１０ｎｍ程度の多数の空孔（ｐｏｒｅ）を膜中に有するポーラス膜（多孔質膜）などが挙げられる。
【００６８】
流動性膜３の形成方法としては、回転塗布法、微視的吹付け法、回転ローラ法等が挙げられ、流動性膜３の厚さの調整はそれぞれの方法により異なるが、流動性膜３の形成方法を選択することにより膜厚の調整は可能である。尚、流動性膜３の形成方法の詳細については、第１〜第４の実施例で詳細に説明する。
【００６９】
基板１の平面形状としては、特に限定されず、円形又は多角形などいずれの形状でもよい。
【００７０】
流動性膜３を多層配線の層間膜として用いる場合には、流動性を有する物質としては絶縁性物質を用いることが好ましい。
【００７１】
次に、図１（ｂ）に示すように、平坦な押圧面を有する押圧部材４の押圧面を、流動性膜３の表面と対向させた後、図１（ｃ）に示すように、押圧部材４に対して基板方向の圧力を加えることにより流動性膜３を基板１に押圧して、流動性膜３の表面を平坦化する。
【００７２】
この場合、押圧部材４の押圧面により押圧されるだけで、流動性膜３の表面は、基板１の全面に亘って平坦化される。もっとも、押圧部材４による押圧を中断すると、流動性膜３が有する表面張力によって、流動性膜３はエネルギー的に安定な形状に変化してしまう。
【００７３】
そこで、図２（ａ）に示すように、押圧部材４により流動性膜３を基板１に対して押圧した状態で流動性膜３を加熱して、流動性膜３の内部において化学反応を生じさせて流動性膜３を固化させることにより、平坦な表面を有する固化された膜（以下、単に固化膜と称する）５を形成する。
【００７４】
次に、加熱を終了した後、固化膜５の温度を室温にまで下げ、その後、図２（ｂ）に示すように、押圧部材４を固化膜５から離脱させると、図２（ｃ）に示すように、段差基板（１、２）の表面に、平坦な表面を有する固化膜５を形成することができる。
【００７５】
尚、押圧部材４の平坦な押圧面が疎水性を有するように、押圧面にテフロンコーティング処理を施したり又はシリコンカップリング材による表面処理を施したりすることが好ましい。このようにすると、押圧部材４を固化膜５から離脱させやすくできるので、より欠陥の少ない平坦な固化膜５を形成することができる。
【００７６】
図３（ａ）は、従来の半導体装置の製造方法により得られた、表面が平坦なシートフィルム状の膜１０３の断面形状を示し、図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた、表面が平坦な固化膜５の断面形状を示している。
【００７７】
従来の方法により得られたシートフィルム状の膜１０３においては、Ａ点における膜厚ｈ1 とＢ点における膜厚ｈ2 との間には、ｈ1 ＞ｈ2 の関係がある。これは、従来の方法は、板１０４に貼着されたシートフィルム状の膜１０３を段差基板（１０１、１０２）に対して加熱しながら圧着した後、板１０４を剥がすため、グローバル段差（ｈ2 −ｈ1 ）が発生するのみならず、アスペクト比の高い凹部が埋まらずに、欠如部１０５が発生してしまう。
【００７８】
これに対して、第１の実施形態により得られた固化膜５においては、Ａ点における膜厚ｈ3 とＢ点における膜厚ｈ4 との間には、ｈ3 ＝ｈ4 の関係がある。これは、第１の実施形態は、段差基板（１、２）の表面に流動性を有する物質を供給して流動性膜３を形成した後、該流動性膜３の表面を平坦化し、しかる後、流動性膜３を固化させて固化膜５を得るため、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まるので欠如部が形成されない。
【００７９】
以下、流動性を有する材料について説明する。
【００８０】
有機膜を形成するための流動性を有する物質としては、アリルエーテルを主骨格とするアロマティックポリマーが挙げられ、具体的には、ＦＬＡＲＥ（Honeywell 社製）及びＳｉＬＫ（Dow Chemical社製）が挙げられる。
【００８１】
無機膜を形成するための流動性を有する物質としては、ＨＳＱ（Hydrogen silsquioxane ）、又は有機ＳＯＧ例えばアルキルシロキサンポリマーが挙げられ、ＨＳＱの具体例としてはＦｏｘ（Dow Corning 社製）が挙げられ、有機ＳＯＧの具体例としてはＨＳＧ−ＲＺ２５（日立化成社製）が挙げられる。
【００８２】
有機無機混成膜を形成するための流動性を有する物質としては、シロキサン骨格中にメチル基などの有機基を含む有機シロキサンが挙げられ、具体的には、ＨＯＳＰ（Hybrid organic siloxane polymer ：Honeywell 社製）が挙げられる。
【００８３】
光造形膜を形成するための流動性を有する物質としては、ＰＤＧＩ（Poly dimethyl glutar imide）が挙げられ、具体的には、ＳＡＬ１０１（Shipley Far East社製）が挙げられる。
【００８４】
感光性樹脂膜を形成するための流動性を有する物質としては、リソグラフィ技術に用いられる通常のレジスト材料を用いることができる。
【００８５】
ポーラス膜を形成するための流動性を有する物質としては、空孔を有する、有機材料、無機材料及び有機無機混成材料が挙げられ、空孔を有する有機材料の具体例としては、Ｐｏｒｏｕｓ ＦＬＡＲＥ（Honeywell 社製）が挙げられ、空孔を有する無機材料の具体例としては、ＨＳＱ（Hydrogen silsquioxane ）中に空孔を有するＸＬＫ（Dow Corning 社製）が挙げられ、空孔を有する有機無機混成材料としてはＮａｎｏｇｌａｓｓ（Honeywell 社製）が挙げられる。
【００８６】
以上の材料を用いて形成された流動性膜３を固化して得られる固化膜５を多層配線の層間絶縁膜として用いると、緻密であると共に通常のシリコン酸化膜（比誘電率はおよそ４程度である。）よりも低い誘電率を有する層間絶縁膜を得ることができるので、１００ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置に適した膜を実現できる。特に、ポーラス膜を用いると、２以下の極めて低い誘電率を持った層間絶縁膜を実現できる。
【００８７】
尚、以上の材料は、絶縁膜を形成するための材料であったが、本発明は、絶縁膜に限られず、導電性を有するポリマー膜又は金属膜の形成方法としても用いることができる。
【００８８】
＜第１の実施例＞
以下、第１の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり第１の回転塗布法について、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００８９】
まず、図４（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、段差基板２１の上に流動性を有する物質２３を適量滴下し、その後、ステージ２０を回転させるか、又は、図４（ｂ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、ステージ２０ひいては段差基板２１を回転させながら、滴下ノズル２４から段差基板２１の上に流動性を有する物質を供給する。
【００９０】
このようにすると、図４（ｃ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図４（ｄ）は、図４（ｃ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【００９１】
図４（ａ）に示す方法及び図４（ｂ）に示す方法のいずれの場合においても、流動性を有する物質２３の粘性と、ステージ２０の回転速度とを最適化することにより、前述の押圧部材４により流動性膜２２（３）の表面を平坦化する工程に適した堅さを持つ流動性膜２２（３）を得ることができる。
【００９２】
第１の実施例は、比較的大きい厚さを持つ流動性膜２２（３）を形成する場合に適している。
【００９３】
＜第２の実施例＞
以下、第２の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり第２の回転塗布法について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９４】
まず、図５（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、ステージ２０ひいては段差基板２１を回転させながら、噴射ノズル２５の噴射口から段差基板２１の上に流動性を有する物質２６をシャワー状又はスプレー状に供給する。
【００９５】
所定量の流動性を有する物質２６が供給された後に、ステージ２０を所定時間だけ回転し続けると、図５（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図５（ｃ）は、図５（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【００９６】
第２の実施例は、比較的小さい膜厚を持つ流動性膜２２（３）を形成する場合に適している。
【００９７】
＜第３の実施例＞
以下、第３の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり微視的吹付け法について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９８】
まず、図６（ａ）に示すように、２次元直交座標系の直交する２方向のうちの一方の方向、例えば図６（ａ）における左右方向に段差基板２１を移動させると共に、直交する２方向のうちの他方の方向、例えば図６（ａ）における上下方向に滴下ノズル２７を移動させながら、滴下ノズル２７から段差基板２１の上に流動性を有する物質２８を所定量ずつ供給する。すなわち、段差基板２１を図６（ａ）における左方向に所定量移動した後、停止させる動作を繰り返し行なうと共に、段差基板２１が停止している期間内において、滴下ノズル２７を図６（ａ）における上方向又は下方向に移動させながら、滴下ノズル２７から段差基板２１の上に流動性を有する物質を所定量ずつ供給する。
【００９９】
このようにすると、図６（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図６（ｃ）は、図６（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【０１００】
第３の実施例によると、滴下ノズル２７から供給される流動性を有する物質の量と、滴下ノズル２７の移動速度とを調整することにより、流動性膜２２（３）の厚さを小さい膜厚から大きい膜厚まで制御することができる。
【０１０１】
また、滴下ノズル２７から供給される流動性を有する物質の粘度を調整することにより、流動性膜２２（３）の流動性の程度を変化させることができる。
【０１０２】
また、滴下ノズル２７の数を調整することにより、処理速度を制御することができる。
【０１０３】
＜第４の実施例＞
以下、第４の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり回転ローラ法について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１０４】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、回転ローラ２９の周面に流動性を有する物質３０を均一に付着させた状態で、回転ローラ２９を段差基板２１の表面に沿って回転移動させる。
【０１０５】
このようにすると、流動性を有する物質３０が段差基板２１の表面に転着されるため、図７（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図７（ｃ）は、図７（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【０１０６】
第４の実施例によると、回転ローラ２９と段差基板２１との間隔及び回転ローラ２９を段差基板２１に押し付ける力を調整することにより、流動性膜２２（３）の厚さを制御することができる。
【０１０７】
また、第４の実施例は、流動性を有する物質３０が粘性の高い液状又はジェル状である場合に適している。
【０１０８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１０９】
第２の実施形態は、第１の実施形態により得られる流動性膜の周縁部を選択的に除去する方法であって、第１の方法は、流動性膜が形成された基板を回転させながら流動性膜の周縁部に流動性膜を溶解させる溶液を供給して、周縁部を除去するものであり、第２の方法は、流動性膜の周縁部に光を照射して該周縁部を改質した後、改質された周縁部を除去するものである。
【０１１０】
ところで、第１の実施形態によると、基板１の全面に亘ってつまり基板１の周縁部にまで流動性膜３が形成される。
【０１１１】
ところが、基板１の周縁部を機械的に保持する必要性が生じることがある。
【０１１２】
第２の実施形態は、このような問題点を解決するためになされたものであり、第２の実施形態によると、流動性膜３の周縁部を選択的に除去するため、基板１の周縁部を機械的に保持することが容易になる。
【０１１３】
以下、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去する第１の方法について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１１４】
まず、図８（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に、流動性膜２２が形成されている段差基板２１を真空吸着した後、ステージ２０を回転させて流動性膜２２を回転させると共に、第１のノズル３１から剥離液３３を流動性膜２２の周縁部に供給すると共に、第２のノズル３２から剥離液３４を段差基板２１の周縁部の裏面に供給する。
【０１１５】
このようにすると、図８（ｂ）に示すように、流動性膜２２の周縁部を除去することができると共に、段差基板２１の裏面周縁部に付着した流動性を有する物質を除去することができる。
【０１１６】
次に、ステージ２０の回転を継続して行なう一方、剥離液３３、３４の供給を停止して、流動性膜２２を乾燥させる。
【０１１７】
尚、第１の方法は、流動性膜２２の表面が平坦化される前に行なってもよいし、平坦化された後に行なってもよいが、流動性膜２２が固化する前に行なうことが好ましい。
【０１１８】
第１の方法は、ステージ２２ひいては流動性膜２２を回転しながら、その周縁部を除去するので、平面形状が円形又は角数の多い多角形である段差基板２１に適している。
【０１１９】
以下、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去する第２の方法について、図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１２０】
まず、図９（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に、流動性膜２２が形成されている段差基板２１を真空吸着した後、ステージ２０を回転させて流動性膜２２を回転させると共に、光照射装置３５から光３６を流動性膜２２の周縁部に照射して、流動性膜２２の周縁部（光照射部）において光化学反応を起こさせて該周縁部を改質する。この場合の光３６としては、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光が好ましい。
【０１２１】
次に、図９（ｂ）に示すように、ステージ２０ひいては流動性膜２２の回転を停止させた後、流動性膜２２の上に全面に亘って現像液などの溶液３７を供給する。このようにすると、流動性膜２２の改質している周縁部は溶液３７に溶解するので、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去することができる。
【０１２２】
次に、図９（ｃ）に示すように、ステージ２０ひいては流動性膜２２を再び回転させて、流動性膜２２の上に残存している溶液３７を遠心力により外部に除去する。この場合、溶液３７を除去しながら又は除去した後に、流動性膜２２の上にリンス液を供給して残存している溶液３７を取り除くことが好ましい。このようにすると、周縁部が選択的に除去された流動性膜２２を得ることができる。
【０１２３】
尚、第２の方法は、流動性膜２２の表面が平坦化される前に行なってもよいし、平坦化された後に行なってもよいが、流動性膜２２が固化する前に行なうことが好ましい。
【０１２４】
第２の方法は、流動性膜２２の周縁部に選択的に光３６を照射するので、平面形状が円形又は角数の多い多角形である段差基板２１のみならず、三角形又は四角形などのように角数の少ない多角形の段差基板２１にも適用することができる。
【０１２５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１２６】
第３の実施形態は、第１の実施形態により得られる流動性膜の表面を平坦化するために好ましい方法であって、基板の表面又はステージの表面と、押圧部材の押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、これら複数の距離が等しくなるように流動性膜を押圧するものである。
【０１２７】
まず、図１０（ａ）に示すように、第１の実施形態の方法により、基板５１の上に流動性膜５２を形成した後、押圧面に複数の距離センサ５４を有する押圧部材５３を用いて流動性膜５２を平坦化する。この場合、複数の距離センサ５４により、基板５１の表面又は基板５１が載置されるステージ２０（図４（ｃ）又は図５（ｂ）を参照、但し、第３の実施形態においては、ステージ２０の外形寸法を基板５１の外形寸法よりも大きくしておくことが好ましい。）の表面と、押圧部材５３の押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧部材５３により流動性膜５２を押圧して流動性膜５２を平坦化する。すなわち、複数の距離センサ５４により測定された複数の距離の情報は、押圧部材５３を押圧する押圧手段にフィードバックされ、複数の距離が等しくなるように流動性膜５２を押圧する。尚、フィードバック制御はコンピュータにより行なえばよい。
【０１２８】
以下、基板５１の表面と押圧部材５３の押圧面との間の複数の距離を測定する方法について、図１０（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１２９】
図１０（ｂ）において、ａ、ｂ、ｃ、……、ｑは、距離センサ５４が配置される位置を示している。距離センサ５４の位置ａ〜ｑは、押圧部材５３の機構に応じて最適化することが好ましく、基板５１の表面又は基板５１が載置されるステージの表面と、流動性膜５２の表面との距離を効率良く計測できる位置に設定すればよい。例えば、センサ位置ａ〜ｉは、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を測定するのに適しており、センサ位置ｊ〜ｑは、基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離を測定するのに適している。
【０１３０】
従って、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４のみを用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離のみを測定してもよいし、センサ位置ｊ〜ｑの距離センサ５４のみを用いて、基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離のみを測定してもよいし、センサ位置ａ〜ｑの距離センサ５４のみを用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離及び基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離を測定してもよい。
【０１３１】
また、押圧部材５４の押圧面の凹凸を微調整できる場合には、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４を用いて基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を調整した後、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４を用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を調整してもよい。このようにすると、より高精度な平坦化を実現することができる。尚、距離センサ５４の数及び位置は、要求される平坦性の度合いに応じて最適化すればよい。
【０１３２】
ところで、第１の実施形態によると、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を等しくすることは重要であるが容易ではない。すなわち、第１の実施形態によると、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離が均一になるように予め設定しておくことにより、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を均一にすることはできるが、この方法によると、所定期間毎に、つまり所定数の流動性膜３の表面を平坦化する毎に、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離が均一になるように設定しなければならない。
【０１３３】
ところが、第３の実施形態によると、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【０１３４】
尚、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離を均一に調整する工程は、押圧部材４により流動性膜３を押圧する処理の前、途中又は後のいずれであってもよい。
【０１３５】
図１１（ａ）は、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離が不均一になった場合の流動性膜３の断面状態を示し、図１１（ｂ）は、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離が均一に保たれた場合の流動性膜３の断面状態を示している。
【０１３６】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）との対比から分かるように、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離を均一に保った状態で流動性膜３を押圧すると、流動性膜３の基板１の表面からの距離が均一になった状態で流動性膜３の表面を平坦化することができる。
【０１３７】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１２（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１３８】
第１の実施形態においては、図２（ａ）に示したように、流動性膜３を加熱することにより流動性膜３を固化させて、平坦な表面を有する固化膜５を得たが、第４の実施形態は、流動性膜３に光を照射することにより流動性膜３を固化させて、平坦な表面を有する固化膜５を得る方法である。
【０１３９】
図１２（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に光を照射する。この場合、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。これらの光は、連続光又はパルス光を用いてもよい。特に、流動性膜３のみに作用させて基板１への作用を低減する場合には、パルス光が適している。
【０１４０】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１２（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１４１】
光化学反応により流動性膜３を固化する方法は、光造形膜、例えばリソグラフィ技術で用いるホトレジストのような感光性樹脂膜などに適しており、熱化学反応により流動性膜３を固化する方法は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜などに適している。
【０１４２】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１４３】
第４の実施形態においては、流動性膜３に光を照射して流動性膜３を固化させたが、第５の実施形態は、流動性膜３に光を照射すると共に流動性膜３を加熱して、流動性膜３を固化する方法である。
【０１４４】
図１３（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加える且つ光を照射すると共に、流動性膜３を加熱する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。
【０１４５】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１３（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１４６】
光化学反応により流動性膜３を固化する方法は、光造形膜、例えばリソグラフィ技術で用いるホトレジストのような感光性樹脂膜などに適しており、熱化学反応により流動性膜３を固化する方法は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜などに適している。
【０１４７】
尚、流動性膜３に光を照射する工程と流動性膜３を加熱する工程とのいずれの工程を先に行なうかについては、流動性膜３を構成する流動性を有する材料の特性に応じて決定されることが好ましい。
【０１４８】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態の第１の実施例に係る半導体装置の製造方法について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１４９】
第４の実施形態においては、流動性膜３に光を照射して流動性膜３を固化させたが、第６の実施形態の第１の実施例は、流動性膜３を基板側から冷却しながら光を照射する方法である。
【０１５０】
図１４（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に流動性膜３を基板側から冷却しながら、流動性膜３の表面に光を照射する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。
【０１５１】
このようにすると、流動性膜３は基板側から冷却されているが、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１４（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１５２】
第６の実施形態の第１の実施例は、流動性膜３が圧力により流動しやすい場合に適しており、流動性膜３を基板側から冷却した状態で光を照射することにより、流動性膜３が流動することを抑制しつつ流動性膜３を固化させることができる。
【０１５３】
以下、第６の実施形態の第２の実施例に係る半導体装置の製造方法について、図１５（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１５４】
第１の実施例においては、流動性膜３を基板側から冷却しながら光を照射して流動性膜３を固化させたが、第２の実施例は、流動性膜３を冷却して仮に固化させておいてから光を照射する方法である。
【０１５５】
まず、図１５（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に流動性膜３を基板側から冷却して、流動性膜３を仮に固化させる。
【０１５６】
次に、図１５（ｂ）に示すように、流動性膜３に圧力を加え続ける一方、流動性膜３に対する冷却を停止した状態で、流動性膜３に光を照射する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。熱化学反応を用いる場合には、流動性膜３に急速に熱を加えるラピッドサーマル熱処理（ＲＴＡ）が好ましい。
【０１５７】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１５（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１５８】
第２の実施例は、流動性膜３が小さい圧力でも流動するような場合に適しており、流動性膜３を基板側から冷却して仮に固化させておいてから光を照射することにより、流動性膜３が流動することを抑制しつつ流動性膜３を固化させることができる。
【０１５９】
また、第２の実施例は、流動性膜３を仮に固化させておいてから、光を照射して固化させる方法であるから、押圧部材４を取り除いてから光を照射できるので、押圧部材４は透明でなくてもよい。
【０１６０】
尚、第１、第４及び第５の実施例、並びに第６の実施形態の第１の実施例における加熱を、第６の実施形態の第２の実施例のように、ラピッドサーマル熱処理により行なってもよいのは当然である。
【０１６１】
（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１６（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１６２】
第７の実施形態は、第１の実施形態により得られる固化膜を薄膜化する方法である。
【０１６３】
図１６（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、平坦な表面を有する固化膜５を形成した後、該固化膜５に対して、プラズマエッチング又は化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法を施すことにより、図１６（ｂ）に示すように、固化膜５の表面部を除去して、固化膜５を薄膜化する。
【０１６４】
プラズマエッチングを用いる場合は、エッチングガスとしては、例えばＣＦ4 ガス又はＣＨＦ3 ガスのようにフロンを含むガス、フロンを含むガスと酸素ガスとの混合ガス、又はアンモニアガスなどを用いることができ、均一性に優れた膜厚調整が可能である。
【０１６５】
第７の実施形態によると、所望の厚さよりも大きい厚さを持つ固化膜５を形成しておいてから、薄膜化処理により、固化膜５を所定の厚さに調整できるので、より安定し且つプロセスウインドウの広いプロセスを提供することができる。
【０１６６】
（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１７（ａ）〜（ｃ）、図１８（ａ）〜（ｄ）及び図１９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０１６７】
まず、図１７（ａ）に示すように、半導体基板６１の上に下層の層間絶縁膜６２を形成した後、図示は省略しているが、下層の層間絶縁膜６２にプラグを形成し、その後、下層の層間絶縁膜６２の上に金属配線６０を形成する。
【０１６８】
次に、図１７（ｂ）に示すように、第１の実施形態同様、回転塗布法、微視的吹付け法又は回転ローラ法などにより、半導体基板６１の上に全面に亘って液状又はジェル状の流動性を有する絶縁性物質を供給して流動性絶縁膜６３を形成する。流動性絶縁膜６３の厚さとしては適当に設定することができる。
【０１６９】
流動性絶縁膜６３としては、第１の実施形態において説明したような絶縁膜、つまり、有機膜、無機膜、有機無機混成膜又はポーラス膜等を用いることができ、緻密であると共に通常のシリコン酸化膜よりも低い誘電率を有する絶縁膜を得ることができるので、１００ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置に適した膜を実現できる。特に、ポーラス膜を用いると、２以下の極めて低い誘電率を持った絶縁膜を実現できる。
【０１７０】
次に、図１７（ｃ）に示すように、平坦な押圧面を有する押圧部材６４を流動性膜６３の表面に当接させた後、図１８（ａ）に示すように、押圧部材６４に圧力を加えて流動性絶縁膜６３の表面を平坦化する。つまり、流動性絶縁膜６３の半導体基板６１の表面からの高さを全体に亘って均一にする。
【０１７１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、半導体基板６１ひいては流動性絶縁膜６３を加熱して、絶縁性物質に熱化学反応を起こさせることにより、流動性絶縁膜６３を固化させて、平坦化された上層の層間絶縁膜６５を形成する。
【０１７２】
次に、加熱を停止して半導体基板６１を室温にまで下げた後、図１８（ｃ）に示すように、押圧部材６４を上層の層間絶縁膜６５から離脱させて、図１８（ｄ）に示すように、平坦化された上層の層間絶縁膜６５を露出させる。
【０１７３】
次に、図１９（ａ）に示すように、周知のリソグラフィ技術を用いて、上層の層間絶縁膜６５の上に、レジストパターン又はハードマスクからなり、開口部を有するマスクパターン６６を形成した後、上層の層間絶縁膜６５に対してマスクパターン６６をマスクとしてドライエッチングを行なって、図１９（ｂ）に示すように、上層の層間絶縁膜６５にプラグ用開口部６７を形成する。
【０１７４】
次に、マスクパターン６６を除去した後、図１９（ｃ）に示すように、上層の層間絶縁膜６５の上に全面に亘って金属膜６８をプラグ用開口部６７が充填されるように堆積した後、ＣＭＰ法により、金属膜６８における上層の層間絶縁膜６５の上に存在する不要な部分を除去して、金属膜６８からなる接続プラグ６９を形成する。
【０１７５】
尚、上層の層間絶縁膜６５に、プラグ用開口部６７に代えて、配線用溝を形成してもよい。このようにすると、上層の層間絶縁膜６５には、接続プラグ６９に代えて、埋め込み配線が形成される。
【０１７６】
図示は省略しているが、前述の各工程を繰り返し行なうと、各層に平坦な上層の層間絶縁膜６５を有する多層配線構造を形成することができる。
【０１７７】
第８の実施形態によると、グローバル段差を有しない上層の層間絶縁膜６５を形成することができるので、リソグラフィ技術により上層の層間絶縁膜６５の上にマスクパターン６６を形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【０１７８】
尚、本発明は、接続プラグと埋め込み配線とを同時に形成するデュアルダマシン法に適用できることは言うまでもない。
【０１７９】
【発明の効果】
第１の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まり欠如部が形成されない膜を実現できる。
【０１８０】
第２の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができるので、リソグラフィ技術により絶縁膜の上にマスクパターンを形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を説明する断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は従来の半導体装置の製造方法によりえら得たシートフィルム状の膜を示す断面図であり、（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた固化膜を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態の第１の実施例の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第２の実施例の各工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第３の実施例の各工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第４の実施例の各工程を示す断面図ある。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施形態の第１の実施例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施形態の第２の実施例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｄ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 段差を有する層
３ 流動性を有する膜（流動性膜）
４ 押圧部材
５ 固化された膜（固化膜）
２０ ステージ
２１ 段差基板
２２ 流動性膜
２３ 流動性を有する物質
２４ 滴下ノズル
２５ 噴射ノズル
２６ 流動性を有する物質
２７ 滴下ノズル
２８ 流動性を有する物質
２９ 回転ローラ
３０ 流動性を有する物質
３１ 第１のノズル
３２ 第２のノズル
３３ 剥離液
３４ 剥離液
３５ 光照射装置
３６ 光
３７ 溶液
５１ 基板
５２ 流動性膜
５３ 押圧部材
５４ 距離センサ
６０ 金属配線
６１ 半導体基板
６２ 下層の層間絶縁膜
６３ 流動性絶縁膜
６４ 押圧部材
６５ 上層の層間絶縁膜
６６ マスクパターン
６７ プラグ用開口部
６８ 金属膜
６９ 接続用プラグ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、基板の上に平坦な表面を有する膜を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は、波長がおよそ１００ｎｍ以下の光を露光光とするリソグラフィー技術を用いて、１００ｎｍ近傍又はそれ以下の微細なサイズに加工されることにより製造されるようになってきた。
【０００３】
このような短波長のリソグラフィ技術においては、焦点深度が極端に低下するため、基板上に形成されている膜の表面を常に平坦にしておくことが必要不可欠となっている。このため、次世代（１００ｎｍ以下）の半導体装置を製造する上で、基板上の膜の平坦化技術は非常に重要な技術となっている。
【０００４】
現在、０．１３μｍ〜０．２５μｍのデバイスにおいては、膜を平坦化する技術としては、化学機械研磨（CMP：Chemical Mechanical Polishing）法が主流となっている。また、予め形成された２枚の膜を張り合わせて平坦な膜（平坦化膜）を形成する方法も提案されている。
【０００５】
前者のＣＭＰ法は良く知られているため説明は省略し、以下においては、例えば、特開平１０−３２１９８号公報に示されている、２枚の膜を張り合わせて平坦な膜を形成する方法について説明する。
【０００６】
まず、図２０（ａ）に示すように、基板１０１上に微細加工が施されて半導体デバイスが構成されると、段差を有する層１０２が形成される。以下、段差を有する層１０２が形成されている基板１０１のことを段差基板（１０１、１０２）と称する。
【０００７】
次に、あらかじめシートフィルム状に形成された膜１０３が張り付けられた板１０４を、シートフィルム状の膜１０３と段差を有する層１０２とが対向するように配置する。
【０００８】
次に、図２０（ｂ）に示すように、シートフィルム状の膜１０３が形成された板１０４と段差基板（１０１、１０２）とを互いに接近させた後、板１０４と段差基板（１０１、１０２）とを熱を加えながら互いに圧着する。
【０００９】
次に、図２０（ｃ）に示すように、板１０４のみを剥がして、段差基板（１０１、１０２）上にシートフィルム状の膜１０３を残す。
【００１０】
このようにすると、図２０（ｄ）に示すように、段差基板（１０１、１０２）の上に、表面が平坦なシートフィルム状の膜１０３が形成される。尚、図２０（ｄ）において、１０５は、配線パターン同士の間に形成され高いアスペクト比を有する凹部が埋らなかったことにより形成される欠如部である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の半導体装置の製造方法によると、Ａ点近傍の密パタン部における段差は吸収でき、膜１０３の平坦化は可能であるが、グローバル段差（距離の離れた場所同士の基板面からの高さの差）、例えば図２０（ｄ）におけるＡ点とＢ点との段差が発生してしまうと言う問題を有している。
【００１２】
また、配線パターンの間隔つまり段差パタンの間隔が１００ｎｍ以下になってくると、段差パタン同士の間に形成される凹部のアスペクト比が増大するため、該凹部が安定して埋らないと言う問題を有している。
【００１３】
もっとも、ＣＭＰ法を用いると、アスペクト比の高い凹部が埋らないと言う問題は発生しないが、グローバル段差を低減できないと言う本質的な問題は解決されない。
【００１４】
前記に鑑み、本発明は、グローバル段差の発生がなく、基板全体に亘って表面が平坦であると共に、アスペクト比の高い凹部を安定して埋めることができる膜を形成できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、押圧部材の平坦な押圧面により流動性を有する膜を基板に押圧して、流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、表面が平坦化された流動性を有する膜を固化する固化工程とを備えている。
【００１６】
第１の半導体装置の製造方法によると、基板の表面に流動性を有する膜（流動性膜）を形成した後、押圧部材の平坦な押圧面により流動性膜を押圧して、流動性膜を平坦化し、その後、表面が平坦化された流動性膜を固化するため、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まり欠如部が形成されない。
【００１７】
第１の半導体装置の製造方法において、押圧部材の押圧面は疎水性を有していることが好ましい。
【００１８】
このようにすると、押圧部材を固化された膜から離脱させやすくなるので、より欠陥の少ない平坦な膜を形成することができる。
【００１９】
第１の半導体装置の製造方法において、流動性を有する物質は、絶縁性物質であることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができる。
【００２１】
第１の半導体装置の製造方法において、流動性を有する物質は、液状又はジェル状であることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、基板の表面に、流動性を有する膜を簡易且つ確実に形成することができる。
【００２３】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、基板を回転させながら行なわれることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、アスペクト比の高い凹部の内部にまで流動性を有する物質を充填することができる。
【００２５】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、流動性を有する物質が供給された基板を回転させる工程を含むことが好ましい。
【００２６】
このようにすると、アスペクト比の高い凹部の内部にまで流動性を有する物質を充填することができる。
【００２７】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、基板を回転させながら流動性を有する物質をシャワー状又はスプレー状に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００２８】
このようにすると、比較的小さい膜厚を持つ流動性を有する膜を形成することができる。
【００２９】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、微小な噴射口を有するノズルと基板とを平面方向に相対移動させながら、流動性を有する物質を噴射口から基板の表面に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３０】
このようにすると、ノズルと基板との相対移動速度を調整することにより、流動性を有する膜の厚さを所望の大きさに制御することができる。また、流動性を有する物質の粘度を調整することにより、流動性を有する膜の流動性の程度を変化させることができる。また、ノズルの数を調整することにより、処理速度を制御することができる。
【００３１】
第１の半導体装置の製造方法において、膜形成工程は、ローラの表面に付着した流動性を有する物質をローラを回転しながら基板の表面に供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３２】
このようにすると、ローラと基板との間隔及びローラを基板に押し付ける力を調整することにより、流動性を有する膜の厚さを制御することができる。また、粘性の高い流動性を有する材料を採用することができる。
【００３３】
第１の半導体装置の製造方法は、膜形成工程よりも後に、流動性を有する膜の周縁部を選択的に除去する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、半導体装置の製造プロセスにおいて基板の周縁部を機械的に保持することが容易になる。
【００３５】
この場合、流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、基板を回転させながら流動性を有する膜の周縁部に流動性を有する物質を溶解させる溶液を供給することにより行なわれることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、円形又は角数の多い多角形の平面形状を有する基板の周縁部を確実に除去することができる。
【００３７】
また、この場合、流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、流動性を有する膜の周縁部に光を照射して周縁部を改質した後、改質された周縁部を除去することにより行なわれることが好ましい。
【００３８】
このようにすると、円形又は角数の多い多角形の平面形状のみならず、三角形又は四角形などのように角数の少ない多角形の平面形状を有する基板の周縁部をを確実に除去することができる。
【００３９】
第１の半導体装置の製造方法において、平坦化工程は、基板の表面と押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧面により流動性を有する膜を押圧する工程を含むことが好ましい。
【００４０】
このようにすると、流動性を有する膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【００４１】
第１の半導体装置の製造方法において、平坦化工程は、基板が載置されているステージの表面と押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧面により流動性を有する膜を押圧する工程を含むことが好ましい。
【００４２】
このようにすると、流動性を有する膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【００４３】
これらの場合、複数の距離を測定する工程は、測定部位における単位面積当たりの静電容量を計測することにより行なわれることが好ましい。
【００４４】
このようにすると、複数の距離を簡易且つ確実に測定することができる。
【００４５】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることが好ましい。
【００４６】
このようにすると、流動性を有する膜を熱化学反応により容易に固化させることができる。
【００４７】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜に光を照射することにより行なわれることが好ましい。
【００４８】
このようにすると、流動性を有する膜を光化学反応又は熱化学反応により容易に固化させることができる。
【００４９】
この場合、流動性を有する膜に光を照射する工程は、流動性を有する膜を冷却しながら行なわれるか、又は流動性を有する膜を冷却により仮に固化させた後に行なわれることが好ましい。
【００５０】
このようにすると、流動性を有する膜の流動性が高い場合でも、流動性を有する膜を平坦性を損なうことなく確実に固化させることができる。
【００５１】
第１の半導体装置の製造方法において、固化工程は、平坦化工程において押圧面により流動性を有する膜を押圧した状態で、流動性を有する膜に光を照射すると共に流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることが好ましい。
【００５２】
このようにすると、流動性を有する膜を光化学反応及び熱化学反応により速やかに固化させることができる。
【００５３】
第１の半導体装置の製造方法は、固化工程の後に、流動性を有する膜を全体に亘って薄膜化する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００５４】
このようにすると、所望の厚さよりも大きい厚さを有する流動性を有する膜を形成しておいてから、薄膜化により所望の厚さを有する膜を形成することができるので、安定し且つプロセスウインドウの広いプロセスを実現できる。
【００５５】
この場合、流動性を有する膜を薄膜化する工程は、プラズマエッチング法により行なわれることが好ましい。
【００５６】
このようにすると、薄膜化された膜の厚さの精度が向上する。
【００５７】
また、この場合、流動性を有する膜を薄膜化する工程は、化学機械研磨法により行なわれることが好ましい。
【００５８】
このようにすると、膜を薄膜化する工程が容易になる。
【００５９】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法は、基板の表面に流動性を有する絶縁物質を供給して流動性を有する絶縁膜を形成する工程と、押圧部材の平坦な押圧面により流動性を有する絶縁膜を基板に押圧して、流動性を有する絶縁膜の表面を平坦化する工程と、表面が平坦化された流動性を有する絶縁膜を固化する工程と、固化した絶縁膜に対して選択的エッチングを行なって、固化した絶縁膜に凹部を形成する工程と、凹部に金属材料を埋め込んで、埋め込み配線又はプラグを形成する工程とを備えている。
【００６０】
第２の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができるので、リソグラフィ技術により絶縁膜の上にマスクパターンを形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【００６１】
第２の半導体装置の製造方法において、絶縁膜は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜、光造形膜、感光性樹脂膜又は多孔質膜であることが好ましい。
【００６２】
このようにすると、緻密で且つ平坦性に優れた絶縁膜を形成することができる。
【００６３】
第２の半導体装置の製造方法において、絶縁膜の比誘電率は、およそ４以下であることが好ましい。
【００６４】
このようにすると、配線間容量を低減できるので、半導体装置の性能が向上する。
【００６５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００６６】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウエハからなる基板１と段差を有する層２とからなる段差基板（１、２）の表面に、流動性を有する物質、例えば液状又はジェル状の物質を供給して、流動性を有する膜（以下、単に流動性膜と称する）３を形成する。
【００６７】
流動性膜としては、有機膜、無機膜、有機無機混成膜（有機無機ハイブリッド膜）、光が照射されると硬化する光造形膜、レジスト膜などの感光性樹脂膜、及び径が数ｎｍ〜１０ｎｍ程度の多数の空孔（ｐｏｒｅ）を膜中に有するポーラス膜（多孔質膜）などが挙げられる。
【００６８】
流動性膜３の形成方法としては、回転塗布法、微視的吹付け法、回転ローラ法等が挙げられ、流動性膜３の厚さの調整はそれぞれの方法により異なるが、流動性膜３の形成方法を選択することにより膜厚の調整は可能である。尚、流動性膜３の形成方法の詳細については、第１〜第４の実施例で詳細に説明する。
【００６９】
基板１の平面形状としては、特に限定されず、円形又は多角形などいずれの形状でもよい。
【００７０】
流動性膜３を多層配線の層間膜として用いる場合には、流動性を有する物質としては絶縁性物質を用いることが好ましい。
【００７１】
次に、図１（ｂ）に示すように、平坦な押圧面を有する押圧部材４の押圧面を、流動性膜３の表面と対向させた後、図１（ｃ）に示すように、押圧部材４に対して基板方向の圧力を加えることにより流動性膜３を基板１に押圧して、流動性膜３の表面を平坦化する。
【００７２】
この場合、押圧部材４の押圧面により押圧されるだけで、流動性膜３の表面は、基板１の全面に亘って平坦化される。もっとも、押圧部材４による押圧を中断すると、流動性膜３が有する表面張力によって、流動性膜３はエネルギー的に安定な形状に変化してしまう。
【００７３】
そこで、図２（ａ）に示すように、押圧部材４により流動性膜３を基板１に対して押圧した状態で流動性膜３を加熱して、流動性膜３の内部において化学反応を生じさせて流動性膜３を固化させることにより、平坦な表面を有する固化された膜（以下、単に固化膜と称する）５を形成する。
【００７４】
次に、加熱を終了した後、固化膜５の温度を室温にまで下げ、その後、図２（ｂ）に示すように、押圧部材４を固化膜５から離脱させると、図２（ｃ）に示すように、段差基板（１、２）の表面に、平坦な表面を有する固化膜５を形成することができる。
【００７５】
尚、押圧部材４の平坦な押圧面が疎水性を有するように、押圧面にテフロンコーティング処理を施したり又はシリコンカップリング材による表面処理を施したりすることが好ましい。このようにすると、押圧部材４を固化膜５から離脱させやすくできるので、より欠陥の少ない平坦な固化膜５を形成することができる。
【００７６】
図３（ａ）は、従来の半導体装置の製造方法により得られた、表面が平坦なシートフィルム状の膜１０３の断面形状を示し、図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた、表面が平坦な固化膜５の断面形状を示している。
【００７７】
従来の方法により得られたシートフィルム状の膜１０３においては、Ａ点における膜厚ｈ1 とＢ点における膜厚ｈ2 との間には、ｈ1 ＞ｈ2 の関係がある。これは、従来の方法は、板１０４に貼着されたシートフィルム状の膜１０３を段差基板（１０１、１０２）に対して加熱しながら圧着した後、板１０４を剥がすため、グローバル段差（ｈ2 −ｈ1 ）が発生するのみならず、アスペクト比の高い凹部が埋まらずに、欠如部１０５が発生してしまう。
【００７８】
これに対して、第１の実施形態により得られた固化膜５においては、Ａ点における膜厚ｈ3 とＢ点における膜厚ｈ4 との間には、ｈ3 ＝ｈ4 の関係がある。これは、第１の実施形態は、段差基板（１、２）の表面に流動性を有する物質を供給して流動性膜３を形成した後、該流動性膜３の表面を平坦化し、しかる後、流動性膜３を固化させて固化膜５を得るため、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まるので欠如部が形成されない。
【００７９】
以下、流動性を有する材料について説明する。
【００８０】
有機膜を形成するための流動性を有する物質としては、アリルエーテルを主骨格とするアロマティックポリマーが挙げられ、具体的には、ＦＬＡＲＥ（Honeywell 社製）及びＳｉＬＫ（Dow Chemical社製）が挙げられる。
【００８１】
無機膜を形成するための流動性を有する物質としては、ＨＳＱ（Hydrogen silsquioxane ）、又は有機ＳＯＧ例えばアルキルシロキサンポリマーが挙げられ、ＨＳＱの具体例としてはＦｏｘ（Dow Corning 社製）が挙げられ、有機ＳＯＧの具体例としてはＨＳＧ−ＲＺ２５（日立化成社製）が挙げられる。
【００８２】
有機無機混成膜を形成するための流動性を有する物質としては、シロキサン骨格中にメチル基などの有機基を含む有機シロキサンが挙げられ、具体的には、ＨＯＳＰ（Hybrid organic siloxane polymer ：Honeywell 社製）が挙げられる。
【００８３】
光造形膜を形成するための流動性を有する物質としては、ＰＤＧＩ（Poly dimethyl glutar imide）が挙げられ、具体的には、ＳＡＬ１０１（Shipley Far East社製）が挙げられる。
【００８４】
感光性樹脂膜を形成するための流動性を有する物質としては、リソグラフィ技術に用いられる通常のレジスト材料を用いることができる。
【００８５】
ポーラス膜を形成するための流動性を有する物質としては、空孔を有する、有機材料、無機材料及び有機無機混成材料が挙げられ、空孔を有する有機材料の具体例としては、Ｐｏｒｏｕｓ ＦＬＡＲＥ（Honeywell 社製）が挙げられ、空孔を有する無機材料の具体例としては、ＨＳＱ（Hydrogen silsquioxane ）中に空孔を有するＸＬＫ（Dow Corning 社製）が挙げられ、空孔を有する有機無機混成材料としてはＮａｎｏｇｌａｓｓ（Honeywell 社製）が挙げられる。
【００８６】
以上の材料を用いて形成された流動性膜３を固化して得られる固化膜５を多層配線の層間絶縁膜として用いると、緻密であると共に通常のシリコン酸化膜（比誘電率はおよそ４程度である。）よりも低い誘電率を有する層間絶縁膜を得ることができるので、１００ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置に適した膜を実現できる。特に、ポーラス膜を用いると、２以下の極めて低い誘電率を持った層間絶縁膜を実現できる。
【００８７】
尚、以上の材料は、絶縁膜を形成するための材料であったが、本発明は、絶縁膜に限られず、導電性を有するポリマー膜又は金属膜の形成方法としても用いることができる。
【００８８】
＜第１の実施例＞
以下、第１の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり第１の回転塗布法について、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００８９】
まず、図４（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、段差基板２１の上に流動性を有する物質２３を適量滴下し、その後、ステージ２０を回転させるか、又は、図４（ｂ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、ステージ２０ひいては段差基板２１を回転させながら、滴下ノズル２４から段差基板２１の上に流動性を有する物質を供給する。
【００９０】
このようにすると、図４（ｃ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図４（ｄ）は、図４（ｃ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【００９１】
図４（ａ）に示す方法及び図４（ｂ）に示す方法のいずれの場合においても、流動性を有する物質２３の粘性と、ステージ２０の回転速度とを最適化することにより、前述の押圧部材４により流動性膜２２（３）の表面を平坦化する工程に適した堅さを持つ流動性膜２２（３）を得ることができる。
【００９２】
第１の実施例は、比較的大きい厚さを持つ流動性膜２２（３）を形成する場合に適している。
【００９３】
＜第２の実施例＞
以下、第２の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり第２の回転塗布法について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９４】
まず、図５（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に段差基板２１を真空吸着により保持した後、ステージ２０ひいては段差基板２１を回転させながら、噴射ノズル２５の噴射口から段差基板２１の上に流動性を有する物質２６をシャワー状又はスプレー状に供給する。
【００９５】
所定量の流動性を有する物質２６が供給された後に、ステージ２０を所定時間だけ回転し続けると、図５（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図５（ｃ）は、図５（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【００９６】
第２の実施例は、比較的小さい膜厚を持つ流動性膜２２（３）を形成する場合に適している。
【００９７】
＜第３の実施例＞
以下、第３の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり微視的吹付け法について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９８】
まず、図６（ａ）に示すように、２次元直交座標系の直交する２方向のうちの一方の方向、例えば図６（ａ）における左右方向に段差基板２１を移動させると共に、直交する２方向のうちの他方の方向、例えば図６（ａ）における上下方向に滴下ノズル２７を移動させながら、滴下ノズル２７から段差基板２１の上に流動性を有する物質２８を所定量ずつ供給する。すなわち、段差基板２１を図６（ａ）における左方向に所定量移動した後、停止させる動作を繰り返し行なうと共に、段差基板２１が停止している期間内において、滴下ノズル２７を図６（ａ）における上方向又は下方向に移動させながら、滴下ノズル２７から段差基板２１の上に流動性を有する物質を所定量ずつ供給する。
【００９９】
このようにすると、図６（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図６（ｃ）は、図６（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【０１００】
第３の実施例によると、滴下ノズル２７から供給される流動性を有する物質の量と、滴下ノズル２７の移動速度とを調整することにより、流動性膜２２（３）の厚さを小さい膜厚から大きい膜厚まで制御することができる。
【０１０１】
また、滴下ノズル２７から供給される流動性を有する物質の粘度を調整することにより、流動性膜２２（３）の流動性の程度を変化させることができる。
【０１０２】
また、滴下ノズル２７の数を調整することにより、処理速度を制御することができる。
【０１０３】
＜第４の実施例＞
以下、第４の実施例に係る流動性膜の形成方法、つまり回転ローラ法について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１０４】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、回転ローラ２９の周面に流動性を有する物質３０を均一に付着させた状態で、回転ローラ２９を段差基板２１の表面に沿って回転移動させる。
【０１０５】
このようにすると、流動性を有する物質３０が段差基板２１の表面に転着されるため、図７（ｂ）に示すように、段差基板２１の上に平坦な表面を有する流動性膜２２が形成される。図７（ｃ）は、図７（ｂ）における一点鎖線の部分を示しており、基板１の上に形成された段差を有する層２の上に、平坦な表面を有する流動性膜３が形成される。
【０１０６】
第４の実施例によると、回転ローラ２９と段差基板２１との間隔及び回転ローラ２９を段差基板２１に押し付ける力を調整することにより、流動性膜２２（３）の厚さを制御することができる。
【０１０７】
また、第４の実施例は、流動性を有する物質３０が粘性の高い液状又はジェル状である場合に適している。
【０１０８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１０９】
第２の実施形態は、第１の実施形態により得られる流動性膜の周縁部を選択的に除去する方法であって、第１の方法は、流動性膜が形成された基板を回転させながら流動性膜の周縁部に流動性膜を溶解させる溶液を供給して、周縁部を除去するものであり、第２の方法は、流動性膜の周縁部に光を照射して該周縁部を改質した後、改質された周縁部を除去するものである。
【０１１０】
ところで、第１の実施形態によると、基板１の全面に亘ってつまり基板１の周縁部にまで流動性膜３が形成される。
【０１１１】
ところが、基板１の周縁部を機械的に保持する必要性が生じることがある。
【０１１２】
第２の実施形態は、このような問題点を解決するためになされたものであり、第２の実施形態によると、流動性膜３の周縁部を選択的に除去するため、基板１の周縁部を機械的に保持することが容易になる。
【０１１３】
以下、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去する第１の方法について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１１４】
まず、図８（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に、流動性膜２２が形成されている段差基板２１を真空吸着した後、ステージ２０を回転させて流動性膜２２を回転させると共に、第１のノズル３１から剥離液３３を流動性膜２２の周縁部に供給すると共に、第２のノズル３２から剥離液３４を段差基板２１の周縁部の裏面に供給する。
【０１１５】
このようにすると、図８（ｂ）に示すように、流動性膜２２の周縁部を除去することができると共に、段差基板２１の裏面周縁部に付着した流動性を有する物質を除去することができる。
【０１１６】
次に、ステージ２０の回転を継続して行なう一方、剥離液３３、３４の供給を停止して、流動性膜２２を乾燥させる。
【０１１７】
尚、第１の方法は、流動性膜２２の表面が平坦化される前に行なってもよいし、平坦化された後に行なってもよいが、流動性膜２２が固化する前に行なうことが好ましい。
【０１１８】
第１の方法は、ステージ２２ひいては流動性膜２２を回転しながら、その周縁部を除去するので、平面形状が円形又は角数の多い多角形である段差基板２１に適している。
【０１１９】
以下、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去する第２の方法について、図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１２０】
まず、図９（ａ）に示すように、回転可能に設けられたステージ２０の上に、流動性膜２２が形成されている段差基板２１を真空吸着した後、ステージ２０を回転させて流動性膜２２を回転させると共に、光照射装置３５から光３６を流動性膜２２の周縁部に照射して、流動性膜２２の周縁部（光照射部）において光化学反応を起こさせて該周縁部を改質する。この場合の光３６としては、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光が好ましい。
【０１２１】
次に、図９（ｂ）に示すように、ステージ２０ひいては流動性膜２２の回転を停止させた後、流動性膜２２の上に全面に亘って現像液などの溶液３７を供給する。このようにすると、流動性膜２２の改質している周縁部は溶液３７に溶解するので、流動性膜２２の周縁部を選択的に除去することができる。
【０１２２】
次に、図９（ｃ）に示すように、ステージ２０ひいては流動性膜２２を再び回転させて、流動性膜２２の上に残存している溶液３７を遠心力により外部に除去する。この場合、溶液３７を除去しながら又は除去した後に、流動性膜２２の上にリンス液を供給して残存している溶液３７を取り除くことが好ましい。このようにすると、周縁部が選択的に除去された流動性膜２２を得ることができる。
【０１２３】
尚、第２の方法は、流動性膜２２の表面が平坦化される前に行なってもよいし、平坦化された後に行なってもよいが、流動性膜２２が固化する前に行なうことが好ましい。
【０１２４】
第２の方法は、流動性膜２２の周縁部に選択的に光３６を照射するので、平面形状が円形又は角数の多い多角形である段差基板２１のみならず、三角形又は四角形などのように角数の少ない多角形の段差基板２１にも適用することができる。
【０１２５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１２６】
第３の実施形態は、第１の実施形態により得られる流動性膜の表面を平坦化するために好ましい方法であって、基板の表面又はステージの表面と、押圧部材の押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、これら複数の距離が等しくなるように流動性膜を押圧するものである。
【０１２７】
まず、図１０（ａ）に示すように、第１の実施形態の方法により、基板５１の上に流動性膜５２を形成した後、押圧面に複数の距離センサ５４を有する押圧部材５３を用いて流動性膜５２を平坦化する。この場合、複数の距離センサ５４により、基板５１の表面又は基板５１が載置されるステージ２０（図４（ｃ）又は図５（ｂ）を参照、但し、第３の実施形態においては、ステージ２０の外形寸法を基板５１の外形寸法よりも大きくしておくことが好ましい。）の表面と、押圧部材５３の押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、複数の距離が等しくなるように押圧部材５３により流動性膜５２を押圧して流動性膜５２を平坦化する。すなわち、複数の距離センサ５４により測定された複数の距離の情報は、押圧部材５３を押圧する押圧手段にフィードバックされ、複数の距離が等しくなるように流動性膜５２を押圧する。尚、フィードバック制御はコンピュータにより行なえばよい。
【０１２８】
以下、基板５１の表面と押圧部材５３の押圧面との間の複数の距離を測定する方法について、図１０（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１２９】
図１０（ｂ）において、ａ、ｂ、ｃ、……、ｑは、距離センサ５４が配置される位置を示している。距離センサ５４の位置ａ〜ｑは、押圧部材５３の機構に応じて最適化することが好ましく、基板５１の表面又は基板５１が載置されるステージの表面と、流動性膜５２の表面との距離を効率良く計測できる位置に設定すればよい。例えば、センサ位置ａ〜ｉは、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を測定するのに適しており、センサ位置ｊ〜ｑは、基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離を測定するのに適している。
【０１３０】
従って、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４のみを用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離のみを測定してもよいし、センサ位置ｊ〜ｑの距離センサ５４のみを用いて、基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離のみを測定してもよいし、センサ位置ａ〜ｑの距離センサ５４のみを用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離及び基板５１が載置されるステージの表面と流動性膜５２の表面との距離を測定してもよい。
【０１３１】
また、押圧部材５４の押圧面の凹凸を微調整できる場合には、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４を用いて基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を調整した後、センサ位置ａ〜ｉの距離センサ５４を用いて、基板５１の表面と流動性膜５２の表面との距離を調整してもよい。このようにすると、より高精度な平坦化を実現することができる。尚、距離センサ５４の数及び位置は、要求される平坦性の度合いに応じて最適化すればよい。
【０１３２】
ところで、第１の実施形態によると、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を等しくすることは重要であるが容易ではない。すなわち、第１の実施形態によると、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離が均一になるように予め設定しておくことにより、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を均一にすることはできるが、この方法によると、所定期間毎に、つまり所定数の流動性膜３の表面を平坦化する毎に、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離が均一になるように設定しなければならない。
【０１３３】
ところが、第３の実施形態によると、流動性膜３の表面の基板表面からの距離を常に等しくすることができるので、所定期間毎に基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
【０１３４】
尚、基板１の表面と押圧部材４の押圧面との距離を均一に調整する工程は、押圧部材４により流動性膜３を押圧する処理の前、途中又は後のいずれであってもよい。
【０１３５】
図１１（ａ）は、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離が不均一になった場合の流動性膜３の断面状態を示し、図１１（ｂ）は、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離が均一に保たれた場合の流動性膜３の断面状態を示している。
【０１３６】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）との対比から分かるように、押圧部材４の押圧面と基板１の表面との距離を均一に保った状態で流動性膜３を押圧すると、流動性膜３の基板１の表面からの距離が均一になった状態で流動性膜３の表面を平坦化することができる。
【０１３７】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１２（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１３８】
第１の実施形態においては、図２（ａ）に示したように、流動性膜３を加熱することにより流動性膜３を固化させて、平坦な表面を有する固化膜５を得たが、第４の実施形態は、流動性膜３に光を照射することにより流動性膜３を固化させて、平坦な表面を有する固化膜５を得る方法である。
【０１３９】
図１２（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に光を照射する。この場合、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。これらの光は、連続光又はパルス光を用いてもよい。特に、流動性膜３のみに作用させて基板１への作用を低減する場合には、パルス光が適している。
【０１４０】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１２（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１４１】
光化学反応により流動性膜３を固化する方法は、光造形膜、例えばリソグラフィ技術で用いるホトレジストのような感光性樹脂膜などに適しており、熱化学反応により流動性膜３を固化する方法は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜などに適している。
【０１４２】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１４３】
第４の実施形態においては、流動性膜３に光を照射して流動性膜３を固化させたが、第５の実施形態は、流動性膜３に光を照射すると共に流動性膜３を加熱して、流動性膜３を固化する方法である。
【０１４４】
図１３（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加える且つ光を照射すると共に、流動性膜３を加熱する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。
【０１４５】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１３（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１４６】
光化学反応により流動性膜３を固化する方法は、光造形膜、例えばリソグラフィ技術で用いるホトレジストのような感光性樹脂膜などに適しており、熱化学反応により流動性膜３を固化する方法は、有機膜、無機膜、有機無機混成膜などに適している。
【０１４７】
尚、流動性膜３に光を照射する工程と流動性膜３を加熱する工程とのいずれの工程を先に行なうかについては、流動性膜３を構成する流動性を有する材料の特性に応じて決定されることが好ましい。
【０１４８】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態の第１の実施例に係る半導体装置の製造方法について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１４９】
第４の実施形態においては、流動性膜３に光を照射して流動性膜３を固化させたが、第６の実施形態の第１の実施例は、流動性膜３を基板側から冷却しながら光を照射する方法である。
【０１５０】
図１４（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に流動性膜３を基板側から冷却しながら、流動性膜３の表面に光を照射する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。
【０１５１】
このようにすると、流動性膜３は基板側から冷却されているが、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１４（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１５２】
第６の実施形態の第１の実施例は、流動性膜３が圧力により流動しやすい場合に適しており、流動性膜３を基板側から冷却した状態で光を照射することにより、流動性膜３が流動することを抑制しつつ流動性膜３を固化させることができる。
【０１５３】
以下、第６の実施形態の第２の実施例に係る半導体装置の製造方法について、図１５（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１５４】
第１の実施例においては、流動性膜３を基板側から冷却しながら光を照射して流動性膜３を固化させたが、第２の実施例は、流動性膜３を冷却して仮に固化させておいてから光を照射する方法である。
【０１５５】
まず、図１５（ａ）に示すように、光を透過する材料例えば石英よりなる押圧部材４により流動性膜３を基板１に押圧して流動性膜３の表面を平坦化した状態で、流動性膜３に圧力を加えると共に流動性膜３を基板側から冷却して、流動性膜３を仮に固化させる。
【０１５６】
次に、図１５（ｂ）に示すように、流動性膜３に圧力を加え続ける一方、流動性膜３に対する冷却を停止した状態で、流動性膜３に光を照射する。この場合においても、照射する光としては、光化学反応により流動性膜３を固化する場合には、紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、熱化学反応により流動性膜３を固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。熱化学反応を用いる場合には、流動性膜３に急速に熱を加えるラピッドサーマル熱処理（ＲＴＡ）が好ましい。
【０１５７】
このようにすると、流動性膜３は光化学反応又は熱化学反応により固化して、図１５（ｂ）に示すように、固化膜５が得られる。
【０１５８】
第２の実施例は、流動性膜３が小さい圧力でも流動するような場合に適しており、流動性膜３を基板側から冷却して仮に固化させておいてから光を照射することにより、流動性膜３が流動することを抑制しつつ流動性膜３を固化させることができる。
【０１５９】
また、第２の実施例は、流動性膜３を仮に固化させておいてから、光を照射して固化させる方法であるから、押圧部材４を取り除いてから光を照射できるので、押圧部材４は透明でなくてもよい。
【０１６０】
尚、第１、第４及び第５の実施例、並びに第６の実施形態の第１の実施例における加熱を、第６の実施形態の第２の実施例のように、ラピッドサーマル熱処理により行なってもよいのは当然である。
【０１６１】
（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１６（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１６２】
第７の実施形態は、第１の実施形態により得られる固化膜を薄膜化する方法である。
【０１６３】
図１６（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、平坦な表面を有する固化膜５を形成した後、該固化膜５に対して、プラズマエッチング又は化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法を施すことにより、図１６（ｂ）に示すように、固化膜５の表面部を除去して、固化膜５を薄膜化する。
【０１６４】
プラズマエッチングを用いる場合は、エッチングガスとしては、例えばＣＦ4 ガス又はＣＨＦ3 ガスのようにフロンを含むガス、フロンを含むガスと酸素ガスとの混合ガス、又はアンモニアガスなどを用いることができ、均一性に優れた膜厚調整が可能である。
【０１６５】
第７の実施形態によると、所望の厚さよりも大きい厚さを持つ固化膜５を形成しておいてから、薄膜化処理により、固化膜５を所定の厚さに調整できるので、より安定し且つプロセスウインドウの広いプロセスを提供することができる。
【０１６６】
（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１７（ａ）〜（ｃ）、図１８（ａ）〜（ｄ）及び図１９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０１６７】
まず、図１７（ａ）に示すように、半導体基板６１の上に下層の層間絶縁膜６２を形成した後、図示は省略しているが、下層の層間絶縁膜６２にプラグを形成し、その後、下層の層間絶縁膜６２の上に金属配線６０を形成する。
【０１６８】
次に、図１７（ｂ）に示すように、第１の実施形態同様、回転塗布法、微視的吹付け法又は回転ローラ法などにより、半導体基板６１の上に全面に亘って液状又はジェル状の流動性を有する絶縁性物質を供給して流動性絶縁膜６３を形成する。流動性絶縁膜６３の厚さとしては適当に設定することができる。
【０１６９】
流動性絶縁膜６３としては、第１の実施形態において説明したような絶縁膜、つまり、有機膜、無機膜、有機無機混成膜又はポーラス膜等を用いることができ、緻密であると共に通常のシリコン酸化膜よりも低い誘電率を有する絶縁膜を得ることができるので、１００ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置に適した膜を実現できる。特に、ポーラス膜を用いると、２以下の極めて低い誘電率を持った絶縁膜を実現できる。
【０１７０】
次に、図１７（ｃ）に示すように、平坦な押圧面を有する押圧部材６４を流動性膜６３の表面に当接させた後、図１８（ａ）に示すように、押圧部材６４に圧力を加えて流動性絶縁膜６３の表面を平坦化する。つまり、流動性絶縁膜６３の半導体基板６１の表面からの高さを全体に亘って均一にする。
【０１７１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、半導体基板６１ひいては流動性絶縁膜６３を加熱して、絶縁性物質に熱化学反応を起こさせることにより、流動性絶縁膜６３を固化させて、平坦化された上層の層間絶縁膜６５を形成する。
【０１７２】
次に、加熱を停止して半導体基板６１を室温にまで下げた後、図１８（ｃ）に示すように、押圧部材６４を上層の層間絶縁膜６５から離脱させて、図１８（ｄ）に示すように、平坦化された上層の層間絶縁膜６５を露出させる。
【０１７３】
次に、図１９（ａ）に示すように、周知のリソグラフィ技術を用いて、上層の層間絶縁膜６５の上に、レジストパターン又はハードマスクからなり、開口部を有するマスクパターン６６を形成した後、上層の層間絶縁膜６５に対してマスクパターン６６をマスクとしてドライエッチングを行なって、図１９（ｂ）に示すように、上層の層間絶縁膜６５にプラグ用開口部６７を形成する。
【０１７４】
次に、マスクパターン６６を除去した後、図１９（ｃ）に示すように、上層の層間絶縁膜６５の上に全面に亘って金属膜６８をプラグ用開口部６７が充填されるように堆積した後、ＣＭＰ法により、金属膜６８における上層の層間絶縁膜６５の上に存在する不要な部分を除去して、金属膜６８からなる接続プラグ６９を形成する。
【０１７５】
尚、上層の層間絶縁膜６５に、プラグ用開口部６７に代えて、配線用溝を形成してもよい。このようにすると、上層の層間絶縁膜６５には、接続プラグ６９に代えて、埋め込み配線が形成される。
【０１７６】
図示は省略しているが、前述の各工程を繰り返し行なうと、各層に平坦な上層の層間絶縁膜６５を有する多層配線構造を形成することができる。
【０１７７】
第８の実施形態によると、グローバル段差を有しない上層の層間絶縁膜６５を形成することができるので、リソグラフィ技術により上層の層間絶縁膜６５の上にマスクパターン６６を形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【０１７８】
尚、本発明は、接続プラグと埋め込み配線とを同時に形成するデュアルダマシン法に適用できることは言うまでもない。
【０１７９】
【発明の効果】
第１の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差が発生しないと共に、アスペクト比の高い凹部が完全に埋まり欠如部が形成されない膜を実現できる。
【０１８０】
第２の半導体装置の製造方法によると、グローバル段差を有しない絶縁膜を形成することができるので、リソグラフィ技術により絶縁膜の上にマスクパターンを形成する工程において、段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑制することができる。このため、従来に比べて、加工マージン（プロセスウインドウ）を大きく増大できるので、高精度な半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を説明する断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は従来の半導体装置の製造方法によりえら得たシートフィルム状の膜を示す断面図であり、（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法により得られた固化膜を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態の第１の実施例の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第２の実施例の各工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第３の実施例の各工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第４の実施例の各工程を示す断面図ある。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施形態の第１の実施例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施形態の第２の実施例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｄ）は、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 段差を有する層
３ 流動性を有する膜（流動性膜）
４ 押圧部材
５ 固化された膜（固化膜）
２０ ステージ
２１ 段差基板
２２ 流動性膜
２３ 流動性を有する物質
２４ 滴下ノズル
２５ 噴射ノズル
２６ 流動性を有する物質
２７ 滴下ノズル
２８ 流動性を有する物質
２９ 回転ローラ
３０ 流動性を有する物質
３１ 第１のノズル
３２ 第２のノズル
３３ 剥離液
３４ 剥離液
３５ 光照射装置
３６ 光
３７ 溶液
５１ 基板
５２ 流動性膜
５３ 押圧部材
５４ 距離センサ
６０ 金属配線
６１ 半導体基板
６２ 下層の層間絶縁膜
６３ 流動性絶縁膜
６４ 押圧部材
６５ 上層の層間絶縁膜
６６ マスクパターン
６７ プラグ用開口部
６８ 金属膜
６９ 接続用プラグ
Claims (21)
- 基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、
押圧部材の平坦な押圧面により前記流動性を有する膜を前記基板に押圧して、前記流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、
表面が平坦化された前記流動性を有する膜を固化する固化工程と、
前記平坦化工程は、前記基板の表面と前記押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、前記複数の距離が等しくなるように前記押圧面により前記流動性を有する膜を押圧する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、
押圧部材の平坦な押圧面により前記流動性を有する膜を前記基板に押圧して、前記流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、
表面が平坦化された前記流動性を有する膜を固化する固化工程とを備え、
前記平坦化工程は、前記基板が載置されているステージの表面と前記押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、前記複数の距離が等しくなるように前記押圧面により前記流動性を有する膜を押圧する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、
押圧部材の平坦な押圧面により前記流動性を有する膜を前記基板に押圧して、前記流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、
表面が平坦化された前記流動性を有する膜を固化する固化工程とを備え、
前記固化工程は、前記平坦化工程において前記押圧面により前記流動性を有する膜を押圧した状態で、前記流動性を有する膜に光を照射することにより行なわれることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板の表面に流動性を有する物質を供給して流動性を有する膜を形成する膜形成工程と、
押圧部材の平坦な押圧面により前記流動性を有する膜を前記基板に押圧して、前記流動性を有する膜の表面を平坦化する平坦化工程と、
表面が平坦化された前記流動性を有する膜を固化する固化工程とを備え、
前記固化工程は、前記平坦化工程において前記押圧面により前記流動性を有する膜を押圧した状態で、前記流動性を有する膜に光を照射すると共に前記流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記押圧部材の押圧面は疎水性を有していることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する物質は、絶縁性物質であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する物質は、液状又はジェル状であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程は、前記基板を回転させながら行なわれることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程は、前記流動性を有する物質が供給された前記基板を回転させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程は、前記基板を回転させながら前記流動性を有する物質をシャワー状又はスプレー状に供給することにより行なわれることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程は、微小な噴射口を有するノズルと前記基板とを平面方向に相対移動させながら、前記流動性を有する物質を前記噴射口から前記基板の表面に供給することにより行なわれることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程は、ローラの表面に付着した前記流動性を有する物質を前記ローラを回転しながら前記基板の表面に供給することにより行なわれることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜形成工程よりも後に、前記流動性を有する膜の周縁部を選択的に除去する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、前記基板を回転させながら前記流動性を有する膜の周縁部に前記流動性を有する物質を溶解させる溶液を供給することにより行なわれることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する膜の周縁部を除去する工程は、前記流動性を有する膜の周縁部に光を照射して前記周縁部を改質した後、改質された前記周縁部を除去することにより行なわれることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記複数の距離を測定する工程は、測定部位における単位面積当たりの静電容量を計測することにより行なわれることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記固化工程は、前記平坦化工程において前記押圧面により前記流動性を有する膜を押圧した状態で、前記流動性を有する膜を加熱することにより行なわれることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する膜に光を照射する工程は、前記流動性を有する膜を冷却しながら行なわれるか、又は前記流動性を有する膜を冷却により仮に固化させた後に行なわれることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記固化工程の後に、前記流動性を有する膜を全体に亘って薄膜化する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する膜を薄膜化する工程は、プラズマエッチング法により行なわれることを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記流動性を有する膜を薄膜化する工程は、化学機械研磨法により行なわれることを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
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