JPH05234875A - Forming method for film - Google Patents
Forming method for filmInfo
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- JPH05234875A JPH05234875A JP4070061A JP7006192A JPH05234875A JP H05234875 A JPH05234875 A JP H05234875A JP 4070061 A JP4070061 A JP 4070061A JP 7006192 A JP7006192 A JP 7006192A JP H05234875 A JPH05234875 A JP H05234875A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 凹凸のある表面に平坦な膜を形成することが
できる成膜方法を提供することにある。
【構成】 高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有して
なる塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設けることを
特徴とする。凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の
表面に超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相互
作用により当該膜を原子オーダで平坦化することを特徴
とする。
(57) [Summary] [Object] To provide a film forming method capable of forming a flat film on an uneven surface. [Structure] A coating liquid containing a film-forming material in a highly fluid hydrophilic medium is used to form a film on an uneven surface. The method is characterized in that after a film is provided on the uneven surface, ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film and the film is flattened on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、成膜方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近の半導体デバイスの技術分野におい
ては、６４メガビットＤＲＡＭの開発研究が進み、０．
３ミクロン以下の線幅の露光技術が必要になってきてい
る。従って、露光技術で一般的に用いられているステッ
プアンドスキャン露光装置（ステッパ）では、解像度向
上の点から用いる光源をｇ線よりｉ線へと短波長化が進
められている。また、スタックドキャパシタの採用や配
線の多層化により、パターンの露光の際に設けられるレ
ジスト面の凹凸が１ミクロンを超える場合も生じてい
る。例えば、半導体デバイスの集積化（３次元構造化）
に伴い、半導体ウエハの表面に設けられた導電層により
構成されるアスペクト比（縦の長さ／横の長さ）の高い
トレンチ構造の表面に対して絶縁膜（層間絶縁膜）を適
正に埋め込むことが必要とされるが、埋め込んだ後の絶
縁膜の表面の全体においては大きな段差が生じてしま
う。この段差は、解像度が０．３ミクロン程度のデバイ
スでは、１ミクロンにも達することがある。2. Description of the Related Art Recently, in the technical field of semiconductor devices, development and research of 64-megabit DRAM has progressed, and
An exposure technique with a line width of 3 microns or less is required. Therefore, in the step-and-scan exposure apparatus (stepper) generally used in the exposure technique, the wavelength of the light source to be used has been shortened from the g-line to the i-line in order to improve the resolution. Further, due to the adoption of the stacked capacitor and the multi-layered wiring, the unevenness of the resist surface provided at the time of pattern exposure may exceed 1 micron. For example, integration of semiconductor devices (three-dimensional structure)
Accordingly, the insulating film (interlayer insulating film) is properly embedded in the surface of the trench structure having a high aspect ratio (vertical length / horizontal length) formed by the conductive layer provided on the surface of the semiconductor wafer. However, a large step is generated on the entire surface of the insulating film after the filling. This step may reach as much as 1 micron in a device having a resolution of about 0.3 micron.
【０００３】例えば、この絶縁膜３は、テトラエチルオ
ルソシリケート（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5）4 ；ＴＥＯＳ（テ
オス））とオゾン（Ｏ3 ）の混合ガス（ＴＥＯＳ／
Ｏ3 ）を原料ガスとして用いたＣＶＤ法により形成する
ことができ、このＴＥＯＳ／Ｏ3を用いた反応によれ
ば、シリコン膜の流動性が高いために、導電層により形
成される段差被覆部をコンフォーマル（段差被覆部の堆
積量が均一）に埋め込むことが可能である。しかし、段
差被覆部をコンフォーマルに埋め込むことはできても、
絶縁膜の表面全体は必ずしも平坦にはならない。従っ
て、この絶縁膜の表面に露光のためのレジストを設けた
ときには、レジストの表面の全体においても大きな凹凸
が生じてしまう。For example, the insulating film 3 is formed of a mixed gas (TEOS / TE3) of tetraethylorthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ; TEOS) and ozone (O 3 ).
O 3 ) can be formed by a CVD method using a source gas. According to this reaction using TEOS / O 3 , since the silicon film has a high fluidity, the step covering portion formed by the conductive layer is formed. Can be embedded conformally (the amount of deposition on the stepped portion is uniform). However, even if the step covering can be embedded conformally,
The entire surface of the insulating film is not always flat. Therefore, when a resist for exposure is provided on the surface of this insulating film, large unevenness is generated on the entire surface of the resist.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このようにレジストの
表面に１ミクロンもの大きな凹凸が存在する場合には、
露光装置における短波長化に伴うステッパレンズのＮＡ
（開口率）の増大化から、焦点深度が浅くなるため、い
わゆるボケが生じてレジストの表面全体を適正に露光す
ることが困難である。When large irregularities of 1 micron are present on the surface of the resist as described above,
NA of stepper lens due to shortening of wavelength in exposure apparatus
Since the depth of focus becomes shallow due to the increase in (aperture ratio), so-called blurring occurs and it is difficult to properly expose the entire surface of the resist.
【０００５】そこで、本発明の目的は、凹凸のある表面
に平坦な膜を形成することができる成膜方法を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a film forming method capable of forming a flat film on an uneven surface.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の成膜方法は、それぞれ以下の特徴を有す
る。 （１）凹凸のある表面に平坦な膜を形成する成膜方法に
おいて、高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してな
る塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設けることを特
徴とする。 （２）高流動性の親水性媒体が、水、アルコールから選
択されるものであることを特徴とする。 （３）成膜材料が、レジストからなるものであることを
特徴とする。 （４）凹凸のある表面に平坦な膜を形成する成膜方法に
おいて、凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面
に超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用
により当該膜を原子オーダで平坦化することを特徴とす
る。 （５）膜の表面に超微粒子を接触させる際に、その接触
面近傍に導電性ガスを介在させることを特徴とする。 （６）凹凸のある表面に平坦な膜を形成する成膜方法に
おいて、高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してな
る塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設けた後、この
膜の表面に超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との
相互作用により当該膜を原子オーダで平坦化することを
特徴とする。In order to achieve the above objects, the film forming method of the present invention has the following features. (1) In a film forming method for forming a flat film on an uneven surface, a film is provided on the uneven surface using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium. Characterize. (2) The highly fluid hydrophilic medium is characterized by being selected from water and alcohol. (3) The film forming material is made of a resist. (4) In a film forming method for forming a flat film on an uneven surface, a film is provided on the uneven surface, and then ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to interact with the ultrafine particles. Is characterized by planarizing the film on the atomic order. (5) When the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, a conductive gas is interposed near the contact surface. (6) In a film forming method for forming a flat film on an uneven surface, after forming a film on the uneven surface by using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium It is characterized in that ultrafine particles are brought into contact with the surface of this film and the film is flattened on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles.
【０００７】[0007]
【作用】高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してな
る塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設ける成膜方法
によれば、塗布液が凹凸のある表面の段差部にも効率的
に埋め込まれるようになるので、表面全体において平坦
な膜が形成される。また、凹凸のある表面に膜を設けた
後、この膜の表面に超微粒子を接触させて膜表面と超微
粒子との相互作用により当該膜を原子オーダで平坦化す
る成膜方法によれば、きわめて平坦な膜が形成される。
また、膜の表面に超微粒子を接触させる際に、その接触
面近傍に導電性ガスを介在させることにより、摩擦帯電
による悪影響を十分に除去することができ、確実に平坦
な膜を形成することができる。According to the film forming method of forming a film on an uneven surface by using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium, the coating liquid is applied to the step portion of the uneven surface. Also becomes efficiently embedded, so that a flat film is formed on the entire surface. Further, according to the film forming method, after providing the film on the uneven surface, the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to flatten the film on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles, A very flat film is formed.
Further, when the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, by interposing a conductive gas in the vicinity of the contact surface, it is possible to sufficiently remove the adverse effect of triboelectrification, and to reliably form a flat film. You can
【０００８】さらに、高流動性の親水性媒体に成膜材料
を含有してなる塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設
けた後、この膜の表面に超微粒子を接触させて膜表面と
超微粒子との相互作用により当該膜を原子オーダで平坦
化する成膜方法によれば、高い効率で平坦な膜を形成す
ることができる。従って、例えば、アスペクト比の高い
トレンチ構造の半導体ウエハ表面に形成された凹凸のあ
る絶縁膜の表面に、段差のない平坦なレジスト面を形成
することができ、焦点深度が浅くなるＮＡ（開口率）の
大きなステッパレンズを用いた場合にも、レジストの表
面全体をいわゆるボケを生じさせずに適正に露光するこ
とが可能となる。Further, after forming a film on the uneven surface using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium, ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to form a film surface. According to the film forming method in which the film is flattened on the atomic order by the interaction between the and ultrafine particles, the flat film can be formed with high efficiency. Therefore, for example, a flat resist surface without steps can be formed on the surface of an uneven insulating film formed on the surface of a semiconductor wafer having a high aspect ratio trench structure, and the NA (aperture ratio) becomes shallow. Even when a stepper lens having a large size is used, it is possible to properly expose the entire surface of the resist without causing so-called blurring.
【０００９】[0009]
【実施例】〔実施例１〕本実施例では、請求項１に対応
する実施例を説明する。本実施例の成膜方法は、高流動
性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる塗布液を用い
て凹凸のある表面に膜を設けることを特徴とする。高流
動性の親水性媒体としては、水、アルコールから選択さ
れるものが好ましく、特に、超純水を好ましく用いるこ
とができる。超純水とは、抵抗率が１８ＭΩ・ｃｍ以上
の水をいい、不純物がほとんど含まれていないものであ
る。従って、半導体デバイスにおける成膜には好適な材
料である。また、アルコールとしては、例えばメチルア
ルコール、エチルアルコール等を用いることができる。[Embodiment 1] In this embodiment, an embodiment corresponding to claim 1 will be described. The film forming method of the present embodiment is characterized in that a film is formed on an uneven surface using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium. As the highly fluid hydrophilic medium, one selected from water and alcohol is preferable, and ultrapure water can be particularly preferably used. Ultrapure water is water having a resistivity of 18 MΩ · cm or more, and contains almost no impurities. Therefore, it is a suitable material for film formation in a semiconductor device. Further, as the alcohol, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol or the like can be used.
【００１０】成膜材料としては、レジストからなるもの
が好ましく用いられる。この成膜材料は、形成する膜の
種類によって適宜選択される。レジストとしては、例え
ば「ＣＥＬ」（コントラスト エンハンスト マテリア
ル（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒ
ｉａｌ））等を用いることができる。塗布液において、
高流動性の親水性媒体と、成膜材料の混合比は、形成す
る膜の種類に応じて適宜選択される。A resist film is preferably used as the film forming material. This film forming material is appropriately selected depending on the type of film to be formed. As the resist, for example, “CEL” (Contrast Enhanced Material) is used.
ial)) and the like can be used. In the coating liquid,
The mixing ratio of the highly fluid hydrophilic medium and the film forming material is appropriately selected according to the type of film to be formed.
【００１１】本実施例の成膜方法は、特に、半導体デバ
イスの製造に好適に使用することができる。図１は、本
実施例で使用することができる成膜装置の概略を示し、
この成膜装置は、アスペクト比の高いトレンチ構造の表
面に絶縁膜が設けられた凹凸のある半導体ウエハの当該
絶縁膜の表面に平坦なレジスト膜を形成するためのもの
である。１は真空チャンバーであり、この真空チャンバ
ー１に、高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してな
る塗布液の導入口２と、排気を兼ねる排液口３と、基板
ホルダー４とが設けられている。基板ホルダー４には、
例えば静電チャック等により半導体ウエハ５が固定され
ている。この基板ホルダー４は、冷却または加熱できる
ようになっており、さらに回転できるようになってい
る。The film forming method of this embodiment can be particularly preferably used for manufacturing semiconductor devices. FIG. 1 shows an outline of a film forming apparatus that can be used in this embodiment.
This film forming apparatus is for forming a flat resist film on the surface of an insulating film of an uneven semiconductor wafer having an insulating film formed on the surface of a trench structure having a high aspect ratio. Reference numeral 1 denotes a vacuum chamber. Into the vacuum chamber 1, an inlet 2 for a coating liquid containing a film-forming material in a highly fluid hydrophilic medium, a drain 3 also serving as an exhaust, and a substrate holder 4 are provided. Is provided. The substrate holder 4 has
For example, the semiconductor wafer 5 is fixed by an electrostatic chuck or the like. The substrate holder 4 can be cooled or heated and can be further rotated.
【００１２】塗布液の導入口２は、高流動性の親水性媒
体と成膜材料があらかじめ混合されて調製された塗布液
を基板ホルダー４上の半導体ウエハ５に向かって噴射さ
せるものである。この導入口２は、半導体ウエハ５の対
面に設けられている。塗布液を構成する高流動性の親水
性媒体としては、例えば超純水が用いられ、成膜材料と
しては例えばレジストが用いられる。超純水とレジスト
の混合比は適宜選択される。The coating liquid introduction port 2 is for spraying a coating liquid prepared by previously mixing a highly fluid hydrophilic medium and a film-forming material toward the semiconductor wafer 5 on the substrate holder 4. The inlet 2 is provided on the opposite side of the semiconductor wafer 5. Ultrapure water, for example, is used as the highly fluid hydrophilic medium forming the coating liquid, and resist, for example, is used as the film forming material. The mixing ratio of ultrapure water and resist is appropriately selected.
【００１３】この成膜装置を用いて例えば次のようにし
て本実施例の成膜方法を実施することができる。まず、
真空チャンバー１内を真空引きする。その後、半導体ウ
エハ５が固定された基板ホルダー４を適宜の速度で回転
させながら、導入口２から塗布液を噴出させる。また、
塗布液を噴出させながら、塗布液の種類に応じて半導体
ウエハ５を冷却または加熱してもよい。冷却または加熱
により塗膜が固化して成膜される。このような成膜方法
によれば、超純水の高流動性によって、半導体ウエハ表
面の絶縁膜における段差被覆部が十分に埋め込まれ、か
つ絶縁膜の全体においてもきわめて平坦なレジスト膜が
形成される。このレジスト膜の厚さは、例えば０．５〜
１μｍ程度と通常より厚めが好ましい。Using this film forming apparatus, the film forming method of this embodiment can be carried out, for example, as follows. First,
The inside of the vacuum chamber 1 is evacuated. After that, the substrate holder 4 to which the semiconductor wafer 5 is fixed is rotated at an appropriate speed, and the coating liquid is ejected from the inlet 2. Also,
The semiconductor wafer 5 may be cooled or heated according to the type of the coating liquid while jetting the coating liquid. The coating is solidified by cooling or heating to form a film. According to such a film forming method, due to the high fluidity of ultrapure water, the step covering portion of the insulating film on the surface of the semiconductor wafer is sufficiently filled, and the resist film which is extremely flat is formed on the entire insulating film. It The thickness of this resist film is, for example, 0.5 to
It is preferably about 1 μm, which is thicker than usual.
【００１４】なお、半導体ウエハ表面の絶縁膜は、例え
ばテトラエチルオルソシリケート（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ；ＴＥＯＳ（テオス））とオゾン（Ｏ3 ）の混合ガス
（ＴＥＯＳ／Ｏ3 ）を原料ガスとして用いたＣＶＤ法に
より形成することができる。このＴＥＯＳ／Ｏ3 を用い
たＣＶＤ法によれば、シリコン膜の流動性が高いため
に、段差被覆部をコンフォーマルに埋め込むことができ
る。The insulating film on the surface of the semiconductor wafer is, for example, tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 )).
4; TEOS and (TEOS)) mixed gas of ozone (O 3) (TEOS / O 3) can be formed by a CVD method using as the raw material gas. According to this CVD method using TEOS / O 3 , since the silicon film has high fluidity, the step covering portion can be conformally embedded.
【００１５】本実施例の成膜方法によれば、アスペクト
比の高いトレンチ構造の半導体ウエハ表面に形成された
凹凸のある絶縁膜の表面に、段差のない平坦なレジスト
面を形成することができ、焦点深度が浅くなるＮＡ（開
口率）の大きなステッパレンズを用いた場合にも、レジ
ストの表面全体をいわゆるボケを生じさせずに適正に露
光することが可能となる。なお、本実施例に基づいて、
アスペクト比が３以上のトレンチ構造の半導体ウエハ表
面に形成された最大１μｍの凹凸のある絶縁膜の表面
に、厚さ０．５μｍのレジスト膜を形成し、その表面粗
さを測定したところ３０Å以内であった。According to the film forming method of this embodiment, it is possible to form a flat resist surface having no steps on the surface of the uneven insulating film formed on the surface of the semiconductor wafer having a trench structure having a high aspect ratio. Even when a stepper lens having a large NA (aperture ratio) with a shallow depth of focus is used, it is possible to properly expose the entire surface of the resist without causing so-called blurring. In addition, based on the present embodiment,
A resist film with a thickness of 0.5 μm was formed on the surface of an uneven insulating film with a maximum of 1 μm formed on the surface of a semiconductor wafer having a trench structure with an aspect ratio of 3 or more, and the surface roughness was measured to be within 30 Å Met.
【００１６】〔実施例２〕図２に示すように、塗布液の
噴出手段として多孔ノズル６を設け、この多孔ノズル６
を固定し、基板ホルダー４を回転させながら、塗布液を
噴出させるようにした成膜装置を用いて、実施例１と同
様にして成膜方法を実施してもよい。本実施例の成膜方
法によれば、多孔ノズル６により塗布液を均一に噴出さ
せることができるので、さらに平坦なレジスト膜を形成
することができる。[Embodiment 2] As shown in FIG. 2, a porous nozzle 6 is provided as a spraying means for the coating liquid.
The film-forming method may be carried out in the same manner as in Example 1 by using a film-forming apparatus in which the coating liquid is jetted while the substrate holder 4 is rotated while the substrate is fixed. According to the film forming method of this embodiment, the coating liquid can be uniformly ejected by the multi-hole nozzle 6, so that a flatter resist film can be formed.
【００１７】〔実施例３〕図３に示すように、塗布液の
噴出手段として多孔ノズル６を設け、基板ホルダー４を
固定し、多孔ノズル６を回転させながら、塗布液を噴出
させるようにした成膜装置を用いて、実施例１と同様に
して成膜方法を実施してもよい。この場合も、実施例２
と同様に平坦なレジスト膜を形成することができる。[Embodiment 3] As shown in FIG. 3, a porous nozzle 6 is provided as a spraying means for the coating liquid, the substrate holder 4 is fixed, and the coating liquid is sprayed while rotating the porous nozzle 6. The film forming method may be carried out in the same manner as in Example 1 using the film forming apparatus. Also in this case, the second embodiment
A flat resist film can be formed in the same manner as in.
【００１８】〔実施例４〕本実施例では、請求項４に対
応する実施例を説明する。本実施例の成膜方法は、凹凸
のある表面に平坦な膜を形成する成膜方法において、凹
凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面に超微粒子
を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用により当該
膜を原子オーダで平坦化することを特徴とする。この平
坦化手段は、いわゆるＥＥＭ（Ｅｌａｓｔｉｃ Ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）法と呼ばれている。
このＥＥＭ法は、２種類の固体を接触させた場合、形成
された界面において結合力が生じ、これらを分離すると
きに一方の表面原子がもう一方の固体表面原子を除去す
る場合があり、この現象を平坦化加工に応用した技術で
ある。すなわち、例えばサブミクロン以下の超微粒子を
膜表面に供給し、それを運動、分離させることによっ
て、膜表面と超微粒子との相互作用により当該膜を原子
オーダで平坦化することができる。[Embodiment 4] In this embodiment, an embodiment corresponding to claim 4 will be described. The film forming method of the present embodiment is a film forming method of forming a flat film on an uneven surface, after forming a film on the uneven surface, and then contacting the surface of the film with ultrafine particles to form a film surface. It is characterized in that the film is flattened on the atomic order by the interaction with the ultrafine particles. This flattening means is a so-called EEM (Elastic Emi).
It is called the "Section Machineing" method.
In this EEM method, when two kinds of solids are brought into contact with each other, a bonding force is generated at the formed interface, and when separating these, one surface atom may remove the other solid surface atom. This is a technology that applies the phenomenon to flattening. That is, for example, by supplying ultrafine particles of submicron or less to the film surface and moving and separating them, the film can be flattened on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles.
【００１９】膜表面と超微粒子との界面における電子状
態が、膜表面原子と第２層原子間の結合力を低下させる
ように働いた場合に効率的な平坦化が達成される。この
ＥＥＭ法によれば、原子単位で平坦化できると同時に、
原子の除去に際してその原子の結合力の低下を伴うもの
であり、超微粒子が膜表面上で相対運動する際に膜表面
原子の自発的な振る舞いとして平坦化が進行するもので
あり、幾何学的にみても、物性的にみてもきわめて理想
的な平坦化精度を得ることが可能である。Efficient planarization is achieved when the electronic state at the interface between the film surface and the ultrafine particles acts to reduce the bonding force between the film surface atoms and the second layer atoms. According to this EEM method, it is possible to flatten atom by atom,
When the atoms are removed, the bonding force of the atoms is reduced, and when ultrafine particles move relative to each other on the film surface, flattening progresses as the spontaneous behavior of the film surface atoms. In terms of physical properties, it is possible to obtain extremely ideal flattening accuracy.
【００２０】超微粒子としては、例えば酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ2 ）等からなり、粒径が０．１μｍ以下の超
微粒子を用いることができる。As the ultrafine particles, for example, ultrafine particles made of zirconium oxide (ZrO 2 ) or the like and having a particle size of 0.1 μm or less can be used.
【００２１】膜の表面に超微粒子を接触させる際に、そ
の接触面近傍に導電性ガスを介在させることが好まし
い。この導電性ガスにより静電気の発生が防止され、静
電気が生じたときの絶縁破壊を十分に防止することがで
きる。導電性ガスとしては、例えば炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2 ）、一酸化炭素ガス（ＣＯ）等を用いることができ
るが、これに限定されるものではない。When the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, it is preferable to interpose a conductive gas near the contact surface. Generation of static electricity is prevented by this conductive gas, and dielectric breakdown when static electricity is generated can be sufficiently prevented. As the conductive gas, for example, carbon dioxide gas (C
O 2 ), carbon monoxide gas (CO) and the like can be used, but the present invention is not limited thereto.
【００２２】図４は、本実施例で使用することができる
成膜装置の概略を示し、この成膜装置は、アスペクト比
の高いトレンチ構造の表面に絶縁膜が設けられた凹凸の
ある半導体ウエハの当該絶縁膜の表面を平坦化するため
のものである。１は真空チャンバーであり、この真空チ
ャンバー１に、超微粒子供給手段７と、炭酸ガス等の導
電性ガスの導入口８と、排気を兼ねる排液口３と、基板
ホルダー４とが設けられている。基板ホルダー４には、
凹凸のある絶縁膜が設けられた半導体ウエハ５が固定さ
れている。超微粒子供給手段７は、例えば多数の噴出口
７２を有するポリウレタン板７１の内部に例えば酸化ジ
ルコニウム（ＺｒＯ2 ）等の超微粒子が充填されて構成
され、この超微粒子が噴出されるようになっている。超
微粒子は、例えば懸濁液中に分散された状態であっても
よい。この超微粒子としては、膜表面の表面結合（解離
に必要な活性化）エネルギーを低下させ、超微粒子表面
との相互作用によって、解離を促進できるようなものを
選択する。FIG. 4 shows an outline of a film forming apparatus which can be used in the present embodiment. This film forming apparatus is a semiconductor wafer having an uneven surface provided with an insulating film on the surface of a trench structure having a high aspect ratio. For flattening the surface of the insulating film. Reference numeral 1 denotes a vacuum chamber. The vacuum chamber 1 is provided with an ultrafine particle supply means 7, an inlet 8 for a conductive gas such as carbon dioxide, a drainage port 3 also serving as an exhaust, and a substrate holder 4. There is. The substrate holder 4 has
A semiconductor wafer 5 provided with an uneven insulating film is fixed. The ultrafine particle supplying means 7 is configured by filling ultrafine particles such as zirconium oxide (ZrO 2 ) inside a polyurethane plate 71 having a large number of ejection ports 72, and the ultrafine particles are ejected. There is. The ultrafine particles may be in a state of being dispersed in a suspension, for example. The ultrafine particles are selected such that the surface binding (activation required for dissociation) energy of the film surface is lowered and the dissociation can be promoted by the interaction with the ultrafine particle surface.
【００２３】炭酸ガス（ＣＯ2 ）等の導電性ガスは、超
微粒子を膜表面に接触させる際の静電気の発生を抑制す
るために導入するものである。A conductive gas such as carbon dioxide (CO 2 ) is introduced to suppress generation of static electricity when the ultrafine particles are brought into contact with the film surface.
【００２４】基板ホルダー４により半導体ウエハ５を回
転させた状態で、超微粒子供給手段７の噴出口７２から
超微粒子またはその懸濁液を噴出させながら、当該超微
粒子供給手段７のポリウレタン板７１を半導体ウエハ５
の絶縁膜表面に接近させ、当該絶縁膜表面に超微粒子を
接触させる。このときの半導体ウエハ５の回転速度、接
近距離、超微粒子の種類とその量は、被研磨表面の膜の
種類によって適宜選択される。超微粒子を絶縁膜表面に
接触させる際には、半導体ウエハ５を冷却または加熱し
てもよい。While the semiconductor wafer 5 is rotated by the substrate holder 4, the polyurethane plate 71 of the ultrafine particle supplying means 7 is ejected while ejecting the ultrafine particles or the suspension thereof from the ejection port 72 of the ultrafine particle supplying means 7. Semiconductor wafer 5
And the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the insulating film. At this time, the rotation speed of the semiconductor wafer 5, the approach distance, the type and amount of ultrafine particles are appropriately selected according to the type of film on the surface to be polished. The semiconductor wafer 5 may be cooled or heated when the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the insulating film.
【００２５】本実施例の成膜方法によれば、アスペクト
比の高いトレンチ構造の半導体ウエハ表面に設けられた
凹凸のある絶縁膜の表面をきわめて平坦なものとするこ
とができる。従って、この絶縁膜の表面に通常の方法に
よりレジスト膜を形成することにより、平坦なレジスト
膜を形成することができ、焦点深度が浅くなるＮＡ（開
口率）の大きなステッパレンズを用いた場合にも、レジ
スト膜の表面全体をいわゆるボケを生じさせずに適正に
露光することが可能となる。なお、本実施例に基づい
て、アスペクト比が３のトレンチ構造の半導体ウエハ表
面に設けられた最大１μｍの凹凸のある絶縁膜の表面
に、超微粒子を接触させて絶縁膜表面と超微粒子との相
互作用により当該絶縁膜を原子オーダで平坦化した後、
その表面粗さを測定したところ、３０Å以内であった。According to the film forming method of this embodiment, the surface of the uneven insulating film provided on the surface of the semiconductor wafer having a high aspect ratio trench structure can be made extremely flat. Therefore, by forming a resist film on the surface of this insulating film by a normal method, a flat resist film can be formed, and when a stepper lens with a large NA (aperture ratio) that makes the depth of focus shallow is used. Also, the entire surface of the resist film can be properly exposed without causing so-called blurring. It should be noted that, based on the present example, ultrafine particles are brought into contact with the surface of an insulating film having a maximum of 1 μm unevenness provided on the surface of a semiconductor wafer having a trench structure with an aspect ratio of 3 to form an insulating film surface and ultrafine particles. After flattening the insulating film by an atomic order by interaction,
When the surface roughness was measured, it was within 30Å.
【００２６】〔実施例５〕図５に示すように、超微粒子
供給手段７として、多数の噴出口を有するポリウレタン
ロール７３の内部に例えば酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ2 ）等の超微粒子が充填されて構成されたものを用い
て、このポリウレタンロール７３を半導体ウエハ５の膜
表面に対して相対運動させながら超微粒子を噴出させる
ようにした成膜装置を用いて、実施例４と同様にして成
膜方法を実施してもよい。本実施例によれば、実施例４
と同様に平坦な膜を形成することができる。[Embodiment 5] As shown in FIG. 5, zirconium oxide (Zr) is used as the ultrafine particle supplying means 7 inside a polyurethane roll 73 having a large number of ejection ports.
O 2 ), etc. are used to fill the ultrafine particles and the polyurethane roll 73 is moved relative to the film surface of the semiconductor wafer 5 to eject the ultrafine particles. Then, the film forming method may be carried out in the same manner as in the fourth embodiment. According to the present embodiment, the fourth embodiment
A flat film can be formed in the same manner as in.
【００２７】〔実施例６〕本実施例では、請求項６に対
応する実施例を説明する。本実施例の成膜方法は、凹凸
のある表面に平坦な膜を形成する成膜方法において、高
流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる塗布液を
用いて凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面に
超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用に
より当該膜を原子オーダで平坦化することを特徴とす
る。すなわち、実施例１と同様にして膜を形成した後、
さらにこの膜を実施例４と同様にして平坦化するもので
ある。[Embodiment 6] In this embodiment, an embodiment corresponding to claim 6 will be described. The film forming method of the present embodiment is a film forming method of forming a flat film on an uneven surface, using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium to form an uneven surface. The method is characterized in that after the film is formed on the substrate, the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to flatten the film on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles. That is, after forming a film in the same manner as in Example 1,
Further, this film is planarized in the same manner as in Example 4.
【００２８】図６は、本実施例で使用することができる
成膜装置の概略を示し、図１の成膜装置と図５の成膜装
置をゲートバルブ９を介して連結して、連続処理を可能
にしたものである。本実施例の成膜方法によれば、さら
に平坦化された膜を効率的に形成することができる。な
お、本実施例に基づいて、アスペクト比が３のトレンチ
構造の半導体ウエハ表面に形成された最大１μｍの凹凸
のある絶縁膜の表面に、厚さ５０μｍのレジスト膜を形
成し、このレジスト膜の表面に超微粒子を接触させてレ
ジスト膜表面と超微粒子との相互作用により当該レジス
ト膜を原子オーダで平坦化した後、その表面粗さを測定
したところ、±５Å以内であった。FIG. 6 schematically shows a film forming apparatus which can be used in this embodiment. The film forming apparatus shown in FIG. 1 and the film forming apparatus shown in FIG. Is made possible. According to the film forming method of this embodiment, a further flattened film can be efficiently formed. Based on this example, a resist film having a thickness of 50 μm was formed on the surface of an insulating film having a maximum of 1 μm unevenness formed on the surface of a semiconductor wafer having a trench structure with an aspect ratio of 3. After the ultrafine particles were brought into contact with the surface and the resist film surface was flattened by the interaction between the ultrafine particles on the atomic order, the surface roughness was measured and found to be within ± 5Å.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果が得られる。 （１）高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる
塗布液を用いることにより、凹凸のある表面全体におい
て平坦な膜を形成することができる。 （２）凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面に
超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用に
より当該膜を原子オーダで平坦化することにより、きわ
めて平坦な膜を形成することができる。 （３）膜の表面に超微粒子を接触させる際に、その接触
面近傍に導電性ガスを介在させることにより、摩擦帯電
による悪影響を十分に除去することができ、確実に平坦
な膜を形成することができる。 （４）高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる
塗布液を用いて凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜
の表面に超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相
互作用により当該膜を原子オーダで平坦化することによ
り、きわめて平坦な膜を効率的に形成することができ
る。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) By using a coating liquid containing a film-forming material in a highly fluid hydrophilic medium, a flat film can be formed on the entire surface having irregularities. (2) After forming a film on a surface having irregularities, by bringing ultrafine particles into contact with the surface of the film and flattening the film on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles, an extremely flat surface is obtained. A film can be formed. (3) When the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, by interposing a conductive gas in the vicinity of the contact surface, the adverse effect due to triboelectric charging can be sufficiently removed, and a flat film is surely formed. be able to. (4) After forming a film on the uneven surface using a coating liquid containing a film-forming material in a highly fluid hydrophilic medium, ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to form a film on the surface of the film. An extremely flat film can be efficiently formed by flattening the film on the atomic order by the interaction with the fine particles.
【図１】実施例１で使用した成膜装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a film forming apparatus used in Example 1.
【図２】実施例２で使用した成膜装置の概略図である。2 is a schematic diagram of a film forming apparatus used in Example 2. FIG.
【図３】実施例３で使用した成膜装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a film forming apparatus used in Example 3.
【図４】実施例４で使用した成膜装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a film forming apparatus used in Example 4.
【図５】実施例５で使用した成膜装置の概略図である。5 is a schematic diagram of a film forming apparatus used in Example 5. FIG.
【図６】実施例６で使用した成膜装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a film forming apparatus used in Example 6.
１ 真空チャンバー ２ 塗布液の
導入口 ３ 排液口 ４ 基板ホル
ダー ５ 半導体ウエハ ６ 多孔ノズ
ル ７ 超微粒子供給手段 ７１ ポリウレ
タン板 ７２ 噴出口 ７３ ポリウレ
タンロール ８ 導電性ガスの導入口 ９ ゲートバ
ルブDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Inlet port for coating liquid 3 Drain port 4 Substrate holder 5 Semiconductor wafer 6 Porous nozzle 7 Ultrafine particle supplying means 71 Polyurethane plate 72 Jet port 73 Polyurethane roll 8 Inlet port for conductive gas 9 Gate valve
Claims (6)
膜方法において、 高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる塗布液
を用いて凹凸のある表面に膜を設けることを特徴とする
成膜方法。1. A film forming method for forming a flat film on an uneven surface, wherein a film is provided on the uneven surface using a coating liquid containing a film forming material in a highly fluid hydrophilic medium. A film forming method characterized by the above.
が、水、アルコールから選択されるものであることを特
徴とする成膜方法。2. A film forming method, wherein the highly fluid hydrophilic medium according to claim 1 is selected from water and alcohol.
からなることを特徴とする成膜方法。3. A film forming method, wherein the film forming material according to claim 1 comprises a resist.
膜方法において、 凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面に超微粒
子を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用により当
該膜を原子オーダで平坦化することを特徴とする成膜方
法。4. A film forming method for forming a flat film on an uneven surface, wherein a film is provided on the uneven surface, and then ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film to form a film surface and ultrafine particles. A film forming method characterized in that the film is flattened on the atomic order by interaction.
の表面に超微粒子を接触させる際に、その接触面近傍に
導電性ガスを介在させることを特徴とする成膜方法。5. The film forming method according to claim 4, wherein when the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, a conductive gas is interposed near the contact surface.
膜方法において、 高流動性の親水性媒体に成膜材料を含有してなる塗布液
を用いて凹凸のある表面に膜を設けた後、この膜の表面
に超微粒子を接触させて膜表面と超微粒子との相互作用
により当該膜を原子オーダで平坦化することを特徴とす
る成膜方法。6. A film forming method for forming a flat film on an uneven surface, wherein a film is provided on the uneven surface using a coating liquid containing a film-forming material in a highly fluid hydrophilic medium. After that, the ultrafine particles are brought into contact with the surface of the film, and the film is flattened on the atomic order by the interaction between the film surface and the ultrafine particles.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07006192A JP3162157B2 (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Film formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07006192A JP3162157B2 (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Film formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234875A true JPH05234875A (en) | 1993-09-10 |
| JP3162157B2 JP3162157B2 (en) | 2001-04-25 |
Family
ID=13420657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07006192A Expired - Lifetime JP3162157B2 (en) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Film formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162157B2 (en) |
Cited By (3)
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| US8586132B2 (en) | 2006-03-28 | 2013-11-19 | Erich Thallner | Device and method for coating a micro- and/or nano-structured structural substrate and coated structural substrate |
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- 1992-02-21 JP JP07006192A patent/JP3162157B2/en not_active Expired - Lifetime
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| TWI426350B (en) * | 2006-03-28 | 2014-02-11 | 托那 艾瑞克 | Apparatus and method for coating microstructured and/or nanostructured structural substrates and coated structural substrates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3162157B2 (en) | 2001-04-25 |
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