JPH06291199A - Method for flattening interlayer insulating film - Google Patents
Method for flattening interlayer insulating filmInfo
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- JPH06291199A JPH06291199A JP10353393A JP10353393A JPH06291199A JP H06291199 A JPH06291199 A JP H06291199A JP 10353393 A JP10353393 A JP 10353393A JP 10353393 A JP10353393 A JP 10353393A JP H06291199 A JPH06291199 A JP H06291199A
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- interlayer insulating
- wafer
- wiring
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本願の発明は、半導体装置の製造
工程における層間絶縁膜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 method for planarizing an interlayer insulating film in a semiconductor device manufacturing process.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年におけるLSIの高集積化に伴っ
て、配線パターンの微細化、多層化が進められている。
多層化の目的としては、高集積化の他に、配線の自由度
を高めてコンピュータによる配線設計を可能にすること
が挙げられる。ところが、多層化のために層間絶縁膜の
段差が大きくなり、層間絶縁膜上に形成される配線パタ
ーンの加工精度が悪化する傾向にある。以下に、このこ
とを説明する。2. Description of the Related Art With the recent high integration of LSIs, miniaturization and multilayering of wiring patterns are being promoted.
The purpose of the multi-layering is to increase the degree of freedom of wiring and enable computer-based wiring design in addition to high integration. However, due to the increase in the number of layers, the step difference of the interlayer insulating film becomes large, and the processing accuracy of the wiring pattern formed on the interlayer insulating film tends to deteriorate. This will be described below.
【0003】図19中の線aに示す様に、レジストの膜
厚が変化すると現像後のレジストの線幅も変化するが、
層間絶縁膜上に形成された配線材料等である下地からの
反射光と露光光との干渉による定在波効果のために、レ
ジストの線幅はある振幅をもって変化する。この振幅は
下地からの反射光が強くなるほど大きくなって、線幅の
制御性が悪くなる。As shown by the line a in FIG. 19, when the resist film thickness changes, the resist line width after development also changes.
The line width of the resist changes with a certain amplitude due to the standing wave effect due to the interference between the exposure light and the reflected light from the underlying material such as the wiring material formed on the interlayer insulating film. This amplitude becomes larger as the reflected light from the base becomes stronger and the controllability of the line width becomes worse.
【0004】このため、反射率の高いAl等がレジスト
の下地になっている場合は反射防止処理を施す必要があ
り、反射防止膜として、非晶質Si、TiON、有機系
高吸収材料等が用いられている。反射防止処理を施した
場合の線幅の変化は、図19中の線bに示す様に直線状
になる。しかし、反射防止処理を施しても、レジストの
膜厚が厚くなるほどレジストの線幅が太くなるというバ
ルク効果は残っている。Therefore, when Al or the like having a high reflectance is an underlayer of the resist, it is necessary to perform an antireflection treatment. As the antireflection film, amorphous Si, TiON, an organic high absorption material or the like is used. It is used. When the antireflection treatment is applied, the line width changes linearly as shown by the line b in FIG. However, even if the antireflection treatment is applied, the bulk effect that the line width of the resist becomes thicker as the film thickness of the resist becomes thicker remains.
【0005】また、図20に示す様に、下地11に段差
12が存在していると、レジスト13はこの段差12を
忠実にはトレースすることができず、段差12の上下で
レジスト13の膜厚に差を生じる。この結果、図19で
説明したバルク効果によって、段差12の上下でレジス
ト13の線幅に差を生じる。そして、図20(a)
(b)の比較からも明らかな様に、段差12の上下にお
けるレジスト13の膜厚の差は段差12が大きいほど大
きいので、レジスト13の線幅の差も段差12が大きく
なるほど大きくなる。Further, as shown in FIG. 20, when there is a step 12 on the underlayer 11, the resist 13 cannot faithfully trace the step 12, and the film of the resist 13 is formed above and below the step 12. There is a difference in thickness. As a result, due to the bulk effect described in FIG. 19, the line width of the resist 13 is different above and below the step 12. And FIG. 20 (a)
As is clear from the comparison in (b), since the difference in the film thickness of the resist 13 above and below the step 12 is larger as the step 12 is larger, the difference in the line width of the resist 13 is also larger as the step 12 is larger.
【0006】更に、層間絶縁膜上には配線材料が形成さ
れるが、この配線材料としては、Al等の様に高い反射
率を有するものが一般に用いられている。従って、レジ
ストの線幅の制御性を向上させるために、既述の様に反
射防止処理が施される。ところが、反射防止処理のため
に下地からの反射光が弱くなると、今度はレジストの側
壁が垂直にならないという断面形状の悪化が生じる。Further, a wiring material is formed on the interlayer insulating film, and as the wiring material, a material having a high reflectance such as Al is generally used. Therefore, in order to improve the controllability of the line width of the resist, the antireflection treatment is performed as described above. However, if the reflected light from the base becomes weak due to the antireflection treatment, the cross-sectional shape deteriorates that the side walls of the resist are not vertical.
【0007】これは、図21(a)に示す様に、レジス
ト13の下部ではレジスト13自体による光の吸収によ
って露光光の強度が弱く、光反応が進みにくいために現
像速度が遅くて、レジスト13の断面がテーパ状になる
からである。これに対して、図21(b)に示す様に、
下地11からの反射光が強いと、レジスト13の下部で
も光反応が進み易くて現像速度が速いので、断面が矩形
状のレジスト13を得ることができる。即ち、レジスト
13の断面形状と反射防止とは、二律背反の関係にあ
る。As shown in FIG. 21A, this is because the intensity of the exposure light is weak under the resist 13 due to the absorption of light by the resist 13 itself, and the photoreaction is difficult to proceed. This is because the cross section of 13 is tapered. On the other hand, as shown in FIG.
When the reflected light from the underlayer 11 is strong, the photoreaction easily proceeds even under the resist 13 and the developing speed is high, so that the resist 13 having a rectangular cross section can be obtained. That is, the cross-sectional shape of the resist 13 and antireflection are in a trade-off relationship.
【0008】以上の説明から明らかな様に、図22に示
す様に、反射防止処理を施した下地11の段差12の上
下でレジスト13をパターニングすると、段差12より
も下のレジスト13の線幅w1 と段差12よりも上のレ
ジスト13の線幅w2 とに差が生じてw1 >w2 になる
と共に、レジスト13の断面形状がテーパ状になる。従
って、層間絶縁膜の平坦化が重要であり、そのための方
法として、エッチバック法、リフロー法、SOG塗布
法、研磨法等が従来から考えられていた。As is clear from the above description, as shown in FIG. 22, when the resist 13 is patterned above and below the step 12 of the base 11 which has been subjected to the antireflection treatment, the line width of the resist 13 below the step 12 is reduced. w 1 and with a difference between the line width w 2 of the resist 13 above the step 12 becomes w 1> w 2 occurs, the cross-sectional shape of the resist 13 is tapered. Therefore, it is important to flatten the interlayer insulating film, and as a method therefor, an etch back method, a reflow method, an SOG coating method, a polishing method and the like have been conventionally considered.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、エッチバック
法、リフロー法及びSOG塗布法の何れの方法によって
層間絶縁膜を平坦化しても、レジスト13の線幅のばら
つきが許容範囲内に入るほどに平坦度の高い層間絶縁膜
は得ることができなかった。また、研磨法では、高い平
坦度は得ることができるが、研磨剤がウェハの中心に行
き渡らず、ウェハを回転させた時の周速度も半径上の位
置によって異なるので、研磨の均一性ひいては平坦度の
均一性がよくなかった。However, even if the interlayer insulating film is flattened by any one of the etch back method, the reflow method and the SOG coating method, the variation in the line width of the resist 13 is within an allowable range. An interlayer insulating film having high flatness could not be obtained. In addition, although high flatness can be obtained by the polishing method, the polishing agent does not reach the center of the wafer, and the peripheral speed when the wafer is rotated also differs depending on the radial position. The uniformity was not good.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の層間絶縁膜の
平坦化方法は、層間絶縁膜26のうちで凸部26aのみ
を加熱してこの凸部26aを流動化させることによっ
て、前記層間絶縁膜26を平坦化することを特徴として
いる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of planarizing an interlayer insulating film, wherein the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is heated to fluidize the convex portion 26a. It is characterized in that the insulating film 26 is flattened.
【0011】請求項2の層間絶縁膜の平坦化方法は、層
間絶縁膜26のうちで凸部26aのみを加熱した状態で
前記層間絶縁膜26をエッチングすることによって、こ
の層間絶縁膜26を平坦化することを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the method of flattening the interlayer insulating film 26, the interlayer insulating film 26 is flattened by etching the interlayer insulating film 26 with only the convex portions 26a of the interlayer insulating film 26 being heated. It is characterized by becoming.
【0012】請求項3の層間絶縁膜の平坦化方法は、請
求項1または2の層間絶縁膜の平坦化方法において、前
記層間絶縁膜26で配線25を覆った状態で電磁波2
7、36を照射して前記配線25を選択的に加熱し、こ
の熱で前記配線25上の前記凸部26aのみを加熱する
ことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided an interlayer insulating film planarizing method according to the first or second aspect, wherein the interlayer insulating film 26 covers the wiring 25 and the electromagnetic wave 2 is generated.
It is characterized in that the wiring 25 is selectively heated by irradiating the wirings 7 and 36, and only the convex portion 26a on the wiring 25 is heated by this heat.
【0013】[0013]
【作用】請求項1の層間絶縁膜の平坦化方法では、層間
絶縁膜26のうちで凸部26aのみを流動化させている
ので、この凸部26aのみが重力によって凹部へ流れ
て、平坦度が極めて高い層間絶縁膜26を得ることがで
きる。しかも、流動化した凸部26aが凹部へ流れる現
象は重力によって生じているので、この現象はウェハ2
1の何れの領域においても生じる。このため、平坦度の
均一性もよい層間絶縁膜26を得ることができる。In the flattening method of the interlayer insulating film according to the first aspect, since only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is fluidized, only the convex portion 26a flows into the concave portion due to gravity, and the flatness is improved. It is possible to obtain the interlayer insulating film 26 having an extremely high temperature. Moreover, since the phenomenon that the fluidized convex portion 26a flows to the concave portion is caused by gravity, this phenomenon occurs in the wafer 2
It occurs in any area of 1. Therefore, it is possible to obtain the interlayer insulating film 26 having good uniformity in flatness.
【0014】請求項2の層間絶縁膜の平坦化方法では、
層間絶縁膜26のうちで凸部26aのみを加熱した状態
でこの層間絶縁膜26をエッチングしているが、加熱に
よってエッチング速度が速くなる。このため、層間絶縁
膜26のうちで凹部よりも凸部26aのエッチング量が
多くなって、平坦度が極めて高い層間絶縁膜26を得る
ことができる。しかも、加熱によってエッチング速度が
速くなる現象はウェハ21の何れの領域においても生じ
るので、平坦度の均一性もよい層間絶縁膜26を得るこ
とができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of flattening an interlayer insulating film,
Although the interlayer insulating film 26 is etched in a state where only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is heated, the etching speed is increased by heating. Therefore, in the interlayer insulating film 26, the amount of etching of the convex portion 26a is larger than that of the concave portion, and the interlayer insulating film 26 having extremely high flatness can be obtained. In addition, since the phenomenon that the etching rate increases due to heating occurs in any region of the wafer 21, it is possible to obtain the interlayer insulating film 26 having good flatness uniformity.
【0015】請求項3の層間絶縁膜の平坦化方法では、
配線25を選択的に加熱し、層間絶縁膜26のうちでこ
の配線25上の凸部26aを加熱しているので、層間絶
縁膜26のうちで凸部26aのみを容易に加熱すること
ができる。According to the third aspect of the present invention, there is provided an interlayer insulating film planarizing method,
Since the wiring 25 is selectively heated and the convex portion 26a on the wiring 25 of the interlayer insulating film 26 is heated, only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 can be easily heated. .
【0016】[0016]
【実施例】以下、本願の発明の第1〜第9実施例を、図
1〜18を参照しながら説明する。図3が、第1実施例
を実行するための装置を示している。この装置では、ウ
ェハ21を保持するためのウェハ保持台22の上下に電
磁波照射装置23が配置されており、ウェハ保持台22
の側方にウェハ搬送装置24が配置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first to ninth embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 shows an apparatus for carrying out the first embodiment. In this apparatus, an electromagnetic wave irradiation device 23 is arranged above and below a wafer holding table 22 for holding the wafer 21, and
A wafer transfer device 24 is arranged on the side of.
【0017】この様な装置を用いる第1実施例では、図
1に示す様に、厚さ600nmのAl膜をウェハ21上
でパターニングして配線25を形成し、厚さ1μmのS
OG膜である層間絶縁膜26で配線25及びウェハ21
の表面を覆う。そして、図4(a)に示す様に、このウ
ェハ21を、ウェハ搬送装置24によって搬送してき
て、ウェハ保持台22上に載置する。In the first embodiment using such an apparatus, as shown in FIG. 1, an Al film having a thickness of 600 nm is patterned on the wafer 21 to form wiring 25, and an S film having a thickness of 1 μm is formed.
The wiring 25 and the wafer 21 are formed by the interlayer insulating film 26 which is an OG film.
Cover the surface of. Then, as shown in FIG. 4A, the wafer 21 is transferred by the wafer transfer device 24 and placed on the wafer holding table 22.
【0018】次に、図1及び図4(b)に示す様に、電
磁波照射装置23によって、周波数100MHzの電磁
波27を150Wで10分間に亙ってウェハ21に照射
する。この照射によって配線25に渦電流31が発生
し、更にこの渦電流31によって配線25に選択的にジ
ュール熱32が発生する。このため、層間絶縁膜26の
うちで配線25の直上の部分、つまり層間絶縁膜26の
うちで凸部26aのみが300℃以上に加熱される。Next, as shown in FIGS. 1 and 4B, the electromagnetic wave irradiation device 23 irradiates the wafer 21 with the electromagnetic wave 27 having a frequency of 100 MHz at 150 W for 10 minutes. Due to this irradiation, an eddy current 31 is generated in the wiring 25, and further the Joule heat 32 is selectively generated in the wiring 25 by the eddy current 31. Therefore, the portion of the interlayer insulating film 26 immediately above the wiring 25, that is, only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is heated to 300 ° C. or higher.
【0019】この結果、層間絶縁膜26のうちで凸部2
6aのみが流動化し、この凸部26aのみが重力によっ
て凹部へ流れて、層間絶縁膜26が平坦化される。その
後、図4(c)に示す様に、ウェハ搬送装置24によっ
てウェハ21をウェハ保持台22から取り出す。以上の
様な第1実施例では、配線25の厚さが600nmであ
るので、層間絶縁膜26の形成直後にはこの層間絶縁膜
26に600nmの段差があったが、平坦化によって段
差が100nmにまで縮小した。As a result, the convex portion 2 of the interlayer insulating film 26 is
Only 6a is fluidized, and only this convex portion 26a flows to the concave portion due to gravity, so that the interlayer insulating film 26 is flattened. After that, as shown in FIG. 4C, the wafer 21 is taken out from the wafer holder 22 by the wafer transfer device 24. In the first embodiment described above, since the wiring 25 has a thickness of 600 nm, there was a step difference of 600 nm in the interlayer insulating film 26 immediately after the formation of the interlayer insulating film 26. Reduced to.
【0020】図5が、第2実施例を実行するための装置
を示している。この装置は、ウェハ保持台22がエッチ
ング槽33内に配置されており、層間絶縁膜26のエッ
チング液34、例えばフッ酸がエッチング槽33内に満
たされていることを除いて、図3に示した第1実施例を
実行するための装置と実質的に同様の構成を有してい
る。FIG. 5 shows an apparatus for carrying out the second embodiment. This apparatus is shown in FIG. 3 except that the wafer holder 22 is arranged in the etching tank 33 and the etching solution 34 for the interlayer insulating film 26, for example, hydrofluoric acid is filled in the etching tank 33. It has substantially the same configuration as the device for executing the first embodiment.
【0021】この様な装置を用いる第2実施例では、図
6(a)に示す様に、第1実施例の場合と同様に層間絶
縁膜26までを形成したウェハ21を、ウェハ搬送装置
24によって搬送してきて、エッチング槽33内のウェ
ハ保持台22上に載置する。そして、図6(b)に示す
様に、電磁波照射装置23によって周波数100MHz
の電磁波27を50Wで1分間に亙ってウェハ21に照
射すると同時に、エッチング液34で層間絶縁膜26を
エッチングする。In the second embodiment using such a device, as shown in FIG. 6 (a), the wafer 21 having the interlayer insulating film 26 formed thereon is transferred to the wafer transfer device 24 as in the first embodiment. Then, the wafer is conveyed by and placed on the wafer holder 22 in the etching tank 33. Then, as shown in FIG. 6B, a frequency of 100 MHz is generated by the electromagnetic wave irradiation device 23.
The wafer 21 is irradiated with the electromagnetic wave 27 of 50 W for 1 minute, and at the same time, the interlayer insulating film 26 is etched by the etching liquid 34.
【0022】電磁波27の照射によって配線25に選択
的にジュール熱32が発生し、層間絶縁膜26のうちで
凸部26aのみが加熱されて、この凸部26aのエッチ
ング速度が速くなる。この結果、層間絶縁膜26のうち
で凹部よりも凸部26aのエッチング量が多くなって、
層間絶縁膜26が平坦化される。その後、図6(c)に
示す様に、ウェハ搬送装置24によってウェハ21をウ
ェハ保持台22から取り出す。以上の様な第2実施例で
は、層間絶縁膜26の形成直後にあった600nmの段
差が、平坦化によって50nmにまで縮小した。By the irradiation of the electromagnetic wave 27, Joule heat 32 is selectively generated in the wiring 25, and only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is heated, and the etching rate of the convex portion 26a is increased. As a result, the etching amount of the convex portion 26a in the interlayer insulating film 26 is larger than that of the concave portion,
The interlayer insulating film 26 is flattened. After that, as shown in FIG. 6C, the wafer 21 is taken out from the wafer holder 22 by the wafer transfer device 24. In the second embodiment as described above, the step difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 was reduced to 50 nm by the flattening.
【0023】図7が、第3実施例を実行するための装置
を示している。この装置は、電磁波照射装置23の代わ
りにエキシマレーザ装置35が配置されていることを除
いて、図5に示した第2実施例を実行するための装置と
実質的に同様の構成を有している。FIG. 7 shows an apparatus for carrying out the third embodiment. This device has substantially the same configuration as the device for carrying out the second embodiment shown in FIG. 5, except that an excimer laser device 35 is arranged instead of the electromagnetic wave irradiation device 23. ing.
【0024】この様な装置を用いる第3実施例では、図
8(a)に示す様に、第2実施例の場合と同様に、層間
絶縁膜26までを形成したウェハ21をエッチング槽3
3内のウェハ保持台22上に載置する。そして、図2、
図8(b)に示す様に、エキシマレーザ装置35によっ
て波長248nmで500mJcm-2の遠紫外線36を
1分間に亙ってウェハ21に照射すると同時に、エッチ
ング液34で層間絶縁膜26をエッチングする。In the third embodiment using such an apparatus, as shown in FIG. 8A, as in the case of the second embodiment, the wafer 21 having the interlayer insulating film 26 formed is etched into the etching bath 3
The wafer 3 is placed on the wafer holder 22. And in FIG.
As shown in FIG. 8B, the excimer laser device 35 irradiates the wafer 21 with far ultraviolet rays 36 of 500 mJcm −2 at a wavelength of 248 nm for 1 minute, and at the same time, etches the interlayer insulating film 26 with the etching liquid 34. .
【0025】遠紫外線36の様な短波長の電磁波に対し
ては、図2に示す様に、凸部26aがレンズとして機能
して遠紫外線36を配線25に集光するので、この配線
25が選択的に加熱される。このため、層間絶縁膜26
のうちで凸部26aのみが加熱されて、この凸部26a
のエッチング速度が速くなる。As to the electromagnetic wave having a short wavelength such as the far ultraviolet ray 36, as shown in FIG. 2, the convex portion 26a functions as a lens and focuses the far ultraviolet ray 36 on the wiring 25. Heated selectively. Therefore, the interlayer insulating film 26
Of these, only the protrusion 26a is heated, and the protrusion 26a
The etching rate of becomes faster.
【0026】この結果、層間絶縁膜26のうちで凹部よ
りも凸部26aのエッチング量が多くなって、層間絶縁
膜26が平坦化される。その後、図8(c)に示す様
に、ウェハ搬送装置24によってウェハ21をウェハ保
持台22から取り出す。以上の様な第3実施例では、層
間絶縁膜26の形成直後にあった600nmの段差が、
平坦化によって50nmにまで縮小した。As a result, the amount of etching of the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is larger than that of the concave portion, and the interlayer insulating film 26 is planarized. Thereafter, as shown in FIG. 8C, the wafer 21 is taken out from the wafer holder 22 by the wafer transfer device 24. In the third embodiment as described above, the step difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 is
It was reduced to 50 nm by flattening.
【0027】図9が、第4実施例を実行するための装置
を示している。この装置は、エッチング槽33がなく、
エキシマレーザ装置35とウェハ保持台22との間に石
英板37が配置されており、この石英板37が駆動装置
38によって昇降されることを除いて、図7に示した第
3実施例を実行するための装置と実質的に同様の構成を
有している。FIG. 9 shows an apparatus for carrying out the fourth embodiment. This device has no etching bath 33,
A quartz plate 37 is arranged between the excimer laser device 35 and the wafer holder 22, and the third embodiment shown in FIG. 7 is executed except that the quartz plate 37 is moved up and down by a driving device 38. It has substantially the same configuration as the device for performing.
【0028】この様な装置を用いる第4実施例では、図
10(a)に示す様に、第1実施例の場合と同様に、層
間絶縁膜26までを形成したウェハ21をウェハ保持台
22上に載置する。そして、図10(b)に示す様に、
エキシマレーザ装置35によって、波長248nmで5
00mJcm-2の遠紫外線36を150Wで10分間に
亙ってウェハ21に照射する。なお、遠紫外線36は石
英板37を透過する。In the fourth embodiment using such an apparatus, as shown in FIG. 10A, as in the case of the first embodiment, the wafer 21 on which the interlayer insulating film 26 is formed is placed on the wafer holder 22. Place on top. Then, as shown in FIG.
With the excimer laser device 35, the wavelength of 248 nm is 5
The wafer 21 is irradiated with deep ultraviolet rays 36 of 00 mJcm −2 at 150 W for 10 minutes. The far ultraviolet rays 36 pass through the quartz plate 37.
【0029】この結果、図2に示した様に、凸部26a
がレンズとして機能して遠紫外線36を配線25に集光
するので、この配線25が選択的に加熱される。このた
め、層間絶縁膜26のうちで配線25の直上の部分、つ
まり層間絶縁膜26のうちで凸部26aのみが300℃
以上に加熱されて、この凸部26aのみが流動化する。As a result, as shown in FIG. 2, the convex portion 26a is formed.
Functions as a lens and focuses the far ultraviolet rays 36 on the wiring 25, so that the wiring 25 is selectively heated. Therefore, the portion of the interlayer insulating film 26 immediately above the wiring 25, that is, only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 is 300 ° C.
When heated above, only the convex portion 26a is fluidized.
【0030】次に、図10(c)に示す様に、駆動装置
38によって石英板37を下降させて、この石英板37
をウェハ21に押しつける。この時、層間絶縁膜26の
うちで凸部26aのみが既に流動化しているので、この
凸部26aのみが石英板37に押されて凹部へ流れて、
層間絶縁膜26が平坦化される。Next, as shown in FIG. 10C, the quartz plate 37 is lowered by the driving device 38, and the quartz plate 37 is moved.
Are pressed against the wafer 21. At this time, since only the convex portion 26a of the interlayer insulating film 26 has already fluidized, only the convex portion 26a is pushed by the quartz plate 37 and flows into the concave portion,
The interlayer insulating film 26 is flattened.
【0031】その後、図10(d)に示す様に、駆動装
置38によって石英板37を上昇させると共に、ウェハ
搬送装置24によってウェハ21をウェハ保持台22か
ら取り出す。以上の様な第4実施例では、層間絶縁膜2
6の形成直後にあった600nmの段差が、平坦化によ
って50nmにまで縮小した。Thereafter, as shown in FIG. 10D, the quartz plate 37 is raised by the driving device 38 and the wafer 21 is taken out from the wafer holding table 22 by the wafer transfer device 24. In the fourth embodiment as described above, the interlayer insulating film 2
The 600 nm step immediately after the formation of 6 was reduced to 50 nm by the flattening.
【0032】図11が、第5実施例を実行するための装
置を示している。この装置では、ウェハ21を上下させ
るためのピン41がウェハ保持台42に内蔵されてお
り、駆動装置38に保持されている平坦な加熱板43が
ウェハ保持台42の上方に配置されている。加熱板43
にはヒータ44と温度計45とが内蔵されており、温度
制御装置46によって加熱板43が所望の温度に保たれ
る。また、ウェハ保持台42の側方にウェハ搬送装置2
4が配置されている。FIG. 11 shows an apparatus for carrying out the fifth embodiment. In this apparatus, a pin 41 for moving the wafer 21 up and down is built in a wafer holder 42, and a flat heating plate 43 held by a driving device 38 is arranged above the wafer holder 42. Heating plate 43
A heater 44 and a thermometer 45 are built in the heater, and the temperature controller 46 keeps the heating plate 43 at a desired temperature. Further, the wafer transfer device 2 is provided on the side of the wafer holder 42.
4 are arranged.
【0033】この様な装置を用いる第5実施例では、図
12(a)に示す様に、第1実施例の場合と同様に層間
絶縁膜26までを形成したウェハ21を、ウェハ搬送装
置24によって搬送してきて、ウェハ保持台42から突
出しているピン41の上に載置する。そして、図12
(b)に示す様に、ピン41を下降させて、ウェハ21
をウェハ保持台42に固定する。In the fifth embodiment using such an apparatus, as shown in FIG. 12 (a), the wafer 21 having the interlayer insulating film 26 formed thereon is transferred to the wafer transfer device 24 as in the first embodiment. Then, the wafer is carried by and placed on the pins 41 protruding from the wafer holder 42. And FIG.
As shown in (b), the pins 41 are lowered to move the wafer 21.
Are fixed to the wafer holder 42.
【0034】次に、図12(c)に示す様に、400℃
の温度に制御してある加熱板43を駆動装置38で下降
させてウェハ21に押しつける。この結果、層間絶縁膜
26のうちで加熱板43に接触した部分が流動化し、加
熱板43の平坦性が層間絶縁膜26に転写されて、層間
絶縁膜26が平坦化される。Next, as shown in FIG. 12C, 400 ° C.
The heating plate 43 controlled to the temperature is lowered by the driving device 38 and pressed against the wafer 21. As a result, a portion of the interlayer insulating film 26 that is in contact with the heating plate 43 is fluidized, the flatness of the heating plate 43 is transferred to the interlayer insulating film 26, and the interlayer insulating film 26 is planarized.
【0035】次に、図12(d)に示す様に、駆動装置
38で加熱板43を上昇させてウェハ21から離間させ
ると同時に、ピン41を上昇させてウェハ21をウェハ
保持台42から持ち上げる。その後、ウェハ搬送装置2
4によってウェハ21をウェハ保持台42から取り出
す。以上の様な第5実施例では、層間絶縁膜26の形成
直後にあった600nmの段差が、平坦化によって10
0nmにまで縮小した。Next, as shown in FIG. 12D, the heating plate 43 is raised by the drive unit 38 to separate it from the wafer 21, and at the same time, the pins 41 are raised to lift the wafer 21 from the wafer holding table 42. . After that, the wafer transfer device 2
The wafer 21 is taken out from the wafer holding table 42 by 4. In the fifth embodiment as described above, the level difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 is reduced to 10 by flattening.
It was reduced to 0 nm.
【0036】図13が、第6実施例を実行するための装
置を示している。この装置は、加熱板43の代わりにロ
ーラ47が用いられており、駆動装置38はローラ47
を昇降させるのみならずウェハ保持台42の表面に平行
にローラ47を転動させることを除いて、図11に示し
た第5実施例を実行するための装置と実質的に同様の構
成を有している。FIG. 13 shows an apparatus for carrying out the sixth embodiment. In this device, a roller 47 is used instead of the heating plate 43, and the driving device 38 uses the roller 47.
11 has a configuration substantially similar to that of the apparatus for carrying out the fifth embodiment shown in FIG. 11, except that the roller 47 is not only moved up and down but also the roller 47 is rolled parallel to the surface of the wafer holding table 42. is doing.
【0037】この様な装置を用いる第6実施例でも、図
14(a)(b)に示す様に、第5実施例の場合と同様
にしてウェハ21をウェハ保持台42に固定する。そし
て、図14(c)に示す様に、400℃の温度に制御し
てあるローラ47を駆動装置38で下降させてウェハ2
1に押しつけ、更にこのローラ47をウェハ21上で転
動させる。この結果、層間絶縁膜26のうちでローラ4
7に接触した部分が流動化して層間絶縁膜26が平坦化
されると共に、層間絶縁膜26の段差とローラ47との
間に挟まれた空気がローラ47の転動によって押し出さ
れる。Also in the sixth embodiment using such an apparatus, as shown in FIGS. 14A and 14B, the wafer 21 is fixed to the wafer holding table 42 in the same manner as in the fifth embodiment. Then, as shown in FIG. 14C, the roller 47, which is controlled at a temperature of 400 ° C., is lowered by the drive unit 38 to lower the wafer 2
Then, the roller 47 is rolled on the wafer 21. As a result, among the interlayer insulating film 26, the roller 4
The portion in contact with 7 is fluidized to flatten the interlayer insulating film 26, and the air sandwiched between the step of the interlayer insulating film 26 and the roller 47 is pushed out by the rolling of the roller 47.
【0038】次に、図14(d)に示す様に、駆動装置
38でローラ47を上昇させてウェハ21から離間させ
ると同時に、ピン41を上昇させてウェハ21をウェハ
保持台42から持ち上げる。その後、ウェハ搬送装置2
4によってウェハ21をウェハ保持台42から取り出
す。以上の様な第6実施例では、層間絶縁膜26の形成
直後にあった600nmの段差が、平坦化によって50
nmにまで縮小した。Next, as shown in FIG. 14D, the driving device 38 raises the roller 47 to separate it from the wafer 21, and at the same time, raises the pin 41 to raise the wafer 21 from the wafer holding table 42. After that, the wafer transfer device 2
The wafer 21 is taken out from the wafer holding table 42 by 4. In the sixth embodiment as described above, the level difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 is reduced to 50 by the planarization.
down to nm.
【0039】図15が、第7実施例を実行するための装
置を示している。この装置は、加熱板43の代わりに平
坦板51が用いられており、ヒータ44及び温度計45
はウェハ保持台42に内蔵されていることを除いて、図
11に示した第5実施例を実行するための装置と実質的
に同様の構成を有している。FIG. 15 shows an apparatus for carrying out the seventh embodiment. In this device, a flat plate 51 is used instead of the heating plate 43, and a heater 44 and a thermometer 45 are used.
Has a structure substantially similar to that of the apparatus for carrying out the fifth embodiment shown in FIG.
【0040】この様な装置を用いる第7実施例では、ウ
ェハ保持台42を400℃の温度に制御しておいて、図
16(a)(b)に示す様に、第5実施例の場合と同様
にしてウェハ21をウェハ保持台42に固定する。従っ
て、ウェハ21の温度も400℃になって、層間絶縁膜
26が流動化する。その後、図16(c)に示す様に、
駆動装置38で平坦板51を下降させてウェハ21に押
しつける。この時、層間絶縁膜26が既に流動化してい
るので、平坦板51の平坦性が層間絶縁膜26に転写さ
れて、層間絶縁膜26が平坦化される。In the seventh embodiment using such an apparatus, the wafer holding table 42 is controlled at a temperature of 400 ° C., and in the case of the fifth embodiment, as shown in FIGS. The wafer 21 is fixed to the wafer holder 42 in the same manner as. Therefore, the temperature of the wafer 21 also becomes 400 ° C., and the interlayer insulating film 26 is fluidized. After that, as shown in FIG.
The flat plate 51 is lowered by the driving device 38 and pressed against the wafer 21. At this time, since the interlayer insulating film 26 is already fluidized, the flatness of the flat plate 51 is transferred to the interlayer insulating film 26 and the interlayer insulating film 26 is flattened.
【0041】次に、図16(d)に示す様に、駆動装置
38で平坦板51を上昇させてウェハ21から離間させ
ると同時に、ピン41を上昇させてウェハ21をウェハ
保持台42から持ち上げる。その後、ウェハ搬送装置2
4によってウェハ21をウェハ保持台42から取り出
す。以上の様な第7実施例では、層間絶縁膜26の形成
直後にあった600nmの段差が、平坦化によって10
0nmにまで縮小した。Next, as shown in FIG. 16D, the flat plate 51 is raised by the driving device 38 to separate it from the wafer 21, and at the same time, the pins 41 are raised to lift the wafer 21 from the wafer holding table 42. . After that, the wafer transfer device 2
The wafer 21 is taken out from the wafer holding table 42 by 4. In the seventh embodiment as described above, the level difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 is reduced to 10 by flattening.
It was reduced to 0 nm.
【0042】次に、第8実施例を説明する。上述の第5
〜第7実施例では、加熱板43またはローラ47とウェ
ハ保持台42との何れか一方のみを400℃の温度に加
熱しているが、この第8実施例は、加熱板43またはロ
ーラ47とウェハ保持台42との両方を400℃の温度
に加熱することを除いて、上述の第5〜第7実施例と実
質的に同様の工程を実行する。この様な第8実施例で
は、層間絶縁膜26の形成直後にあった600nmの段
差が、平坦化によって50nmにまで縮小した。Next, an eighth embodiment will be described. The fifth mentioned above
In the seventh embodiment, only one of the heating plate 43 or the roller 47 and the wafer holding table 42 is heated to a temperature of 400 ° C., but in the eighth embodiment, the heating plate 43 or the roller 47 is used. Substantially the same steps are performed as in the fifth to seventh embodiments described above, except that both the wafer holder 42 and the wafer holder 42 are heated to a temperature of 400 ° C. In the eighth embodiment, the step difference of 600 nm immediately after the formation of the interlayer insulating film 26 was reduced to 50 nm by the flattening.
【0043】図17が、第9実施例を実行するための装
置を示している。この装置は、ウェハ保持台42と加熱
板43とがチャンバ52内に配置されており、チャンバ
52の入口に設けられているシャッタ53で密閉された
状態でロータリポンプ54によってこのチャンバ52内
が1×104 Pa(約0.1気圧)に減圧されることを
除いて、図11に示した第5実施例を実行するための装
置と実質的に同様の構成を有している。FIG. 17 shows an apparatus for carrying out the ninth embodiment. In this apparatus, a wafer holder 42 and a heating plate 43 are arranged in a chamber 52, and the inside of the chamber 52 is closed by a rotary pump 54 in a state of being sealed by a shutter 53 provided at an inlet of the chamber 52. It has substantially the same configuration as the apparatus for carrying out the fifth embodiment shown in FIG. 11 except that the pressure is reduced to × 10 4 Pa (about 0.1 atm).
【0044】この様な装置を用いる第9実施例では、図
18(a)に示す様に、シャッタ53を開いた状態で、
第5実施例の場合と同様にしてウェハ21をピン41上
に載置する。そして、図18(b)に示す様に、シャッ
タ53を閉じてチャンバ52を密閉し、ロータリポンプ
54でチャンバ52内を1×104 Paに減圧する。そ
の後、ピン41を下降させて、ウェハ21をウェハ保持
台42に固定する。In the ninth embodiment using such a device, as shown in FIG. 18A, with the shutter 53 open,
The wafer 21 is placed on the pins 41 in the same manner as in the fifth embodiment. Then, as shown in FIG. 18B, the shutter 53 is closed to seal the chamber 52, and the pressure inside the chamber 52 is reduced to 1 × 10 4 Pa by the rotary pump 54. Then, the pins 41 are lowered to fix the wafer 21 to the wafer holding table 42.
【0045】次に、図18(c)に示す様に、第5実施
例の場合と同様にして、加熱板43をウェハ21に押し
つけて、層間絶縁膜26を平坦化する。この時、層間絶
縁膜26の段差と加熱板43とに挟まれる領域には空気
が殆ど存在していないので、第5実施例よりも層間絶縁
膜26の平坦度が高くなる。Next, as shown in FIG. 18C, the heating plate 43 is pressed against the wafer 21 to flatten the interlayer insulating film 26 in the same manner as in the fifth embodiment. At this time, since air hardly exists in the region sandwiched between the step of the interlayer insulating film 26 and the heating plate 43, the flatness of the interlayer insulating film 26 becomes higher than that in the fifth embodiment.
【0046】次に、図12(d)に示す様に、第5実施
例の場合と同様にして加熱板43をウェハ21から離間
させると同時にウェハ21をウェハ保持台42から持ち
上げ、更にシャッタ53を開いてチャンバ52内を大気
圧に戻す。その後、ウェハ搬送装置24によってウェハ
21をウェハ保持台42から取り出す。以上の様な第9
実施例では、層間絶縁膜26の形成直後にあった600
nmの段差が、平坦化によって10nmにまで縮小し
た。Next, as shown in FIG. 12D, the heating plate 43 is separated from the wafer 21 and the wafer 21 is lifted from the wafer holder 42 at the same time as in the case of the fifth embodiment. To return the inside of the chamber 52 to atmospheric pressure. After that, the wafer 21 is taken out from the wafer holder 42 by the wafer transfer device 24. 9th as above
In the example, 600 immediately after the formation of the interlayer insulating film 26
The level difference of nm was reduced to 10 nm by the flattening.
【0047】[0047]
【発明の効果】請求項1、2の層間絶縁膜の平坦化方法
では、平坦度が極めて高く平坦度の均一性もよい層間絶
縁膜を得ることができるので、この層間絶縁膜上の配線
材料上に塗布するレジストの膜厚が均一になり、配線パ
ターンの加工精度を向上させることができる。According to the flattening method of the interlayer insulating film of the first and second aspects, since the interlayer insulating film having extremely high flatness and good uniformity of flatness can be obtained, the wiring material on the interlayer insulating film is obtained. The film thickness of the resist applied on top is uniform, and the processing accuracy of the wiring pattern can be improved.
【0048】請求項3の層間絶縁膜の平坦化方法では、
層間絶縁膜の凸部のみを容易に加熱することができるの
で、請求項1または2の層間絶縁膜の平坦化方法を容易
に実行することができる。In the flattening method of the interlayer insulating film according to claim 3,
Since only the convex portion of the interlayer insulating film can be easily heated, the flattening method of the interlayer insulating film according to claim 1 or 2 can be easily performed.
【図1】本願の発明における加熱の第1の原理を説明す
るための側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view for explaining a first principle of heating in the invention of the present application.
【図2】本願の発明における加熱の第2の原理を説明す
るための側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view for explaining the second principle of heating in the invention of the present application.
【図3】本願の発明の第1実施例を実行するための装置
の側面図である。FIG. 3 is a side view of an apparatus for carrying out the first embodiment of the invention of the present application.
【図4】第1実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the first embodiment in order of steps.
【図5】第2実施例を実行するための装置の側面図であ
る。FIG. 5 is a side view of an apparatus for performing the second embodiment.
【図6】第2実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing the second embodiment in the order of steps.
【図7】第3実施例を実行するための装置の側面図であ
る。FIG. 7 is a side view of an apparatus for performing the third embodiment.
【図8】第3実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing the third embodiment in the order of steps.
【図9】第4実施例を実行するための装置の側面図であ
る。FIG. 9 is a side view of an apparatus for performing the fourth embodiment.
【図10】第4実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing the fourth embodiment in the order of steps.
【図11】第5実施例を実行するための装置の側面図で
ある。FIG. 11 is a side view of an apparatus for performing the fifth embodiment.
【図12】第5実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing the fifth embodiment in the order of steps.
【図13】第6実施例を実行するための装置の側面図で
ある。FIG. 13 is a side view of an apparatus for performing the sixth embodiment.
【図14】第6実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing the sixth embodiment in the order of steps.
【図15】第7実施例を実行するための装置の側面図で
ある。FIG. 15 is a side view of an apparatus for performing the seventh embodiment.
【図16】第7実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing the seventh embodiment in the order of steps.
【図17】第9実施例を実行するための装置の側面図で
ある。FIG. 17 is a side view of an apparatus for performing the ninth embodiment.
【図18】第9実施例を工程順に示す側面図である。FIG. 18 is a side view showing the ninth embodiment in the order of steps.
【図19】レジストの膜厚と線幅との関係を示すグラフ
である。FIG. 19 is a graph showing the relationship between resist film thickness and line width.
【図20】段差の上下におけるレジストの膜厚を示す側
断面図である。FIG. 20 is a side sectional view showing the film thickness of a resist above and below a step.
【図21】下地からの反射光の強度とレジストの断面形
状との関係を示す側断面図である。FIG. 21 is a side sectional view showing the relationship between the intensity of light reflected from the base and the sectional shape of the resist.
【図22】段差の上下におけるレジストの線幅を示す側
断面図である。FIG. 22 is a side sectional view showing resist line widths above and below a step.
25 配線 26 層間絶縁膜 26a 凸部 27 電磁波 36 遠紫外線 25 wiring 26 interlayer insulating film 26a convex portion 27 electromagnetic wave 36 far ultraviolet ray
Claims (3)
この凸部を流動化させることによって、前記層間絶縁膜
を平坦化することを特徴とする層間絶縁膜の平坦化方
法。1. A method of planarizing an interlayer insulating film, which comprises flattening the interlayer insulating film by heating only a convex part of the interlayer insulating film to fluidize the convex part.
状態で前記層間絶縁膜をエッチングすることによって、
この層間絶縁膜を平坦化することを特徴とする層間絶縁
膜の平坦化方法。2. The interlayer insulating film is etched by heating only the convex portion of the interlayer insulating film,
A method of planarizing an interlayer insulating film, which comprises planarizing the interlayer insulating film.
磁波を照射して前記配線を選択的に加熱し、この熱で前
記配線上の前記凸部のみを加熱することを特徴とする請
求項1または2記載の層間絶縁膜の平坦化方法。3. The wiring is covered with the interlayer insulating film to radiate electromagnetic waves to selectively heat the wiring, and the heat only heats the convex portions on the wiring. Item 3. A method for planarizing an interlayer insulating film according to Item 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10353393A JPH06291199A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method for flattening interlayer insulating film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10353393A JPH06291199A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method for flattening interlayer insulating film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06291199A true JPH06291199A (en) | 1994-10-18 |
Family
ID=14356515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10353393A Pending JPH06291199A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Method for flattening interlayer insulating film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06291199A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08227887A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
EP1139404A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Applied Materials, Inc. | Low thermal budget solution for PMD application using SACVD layer |
JP2005532576A (en) * | 2002-02-27 | 2005-10-27 | ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー. | A novel planarization method for multilayer lithography processes |
KR100567046B1 (en) * | 1999-06-28 | 2006-04-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | The method and device of measuring MPS process using skin effect |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP10353393A patent/JPH06291199A/en active Pending
Cited By (5)
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JP2005532576A (en) * | 2002-02-27 | 2005-10-27 | ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー. | A novel planarization method for multilayer lithography processes |
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