JP2009260206A - Surface working method for discharge plasma processing apparatus, application electrode, and discharge plasma processing apparatus - Google Patents

Surface working method for discharge plasma processing apparatus, application electrode, and discharge plasma processing apparatus Download PDF

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伸一 植田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface working method of a discharge plasma processing apparatus, an application electrode and a discharge plasma processing apparatus for achieving highly precise flattening by a one-time operation process, thereby improving the efficiency of working. <P>SOLUTION: Discharge plasma P forms hollow discharge plasma Ph and grow discharge plasma Pg. A processing face 14a of the substrate 14 is deeply dug by the hollow discharge plasma Ph formed at the central part of the discharge plasma P. In this case, the protrusion of the irregularities formed on a processing face 14a of the substrate 14 by digging by the hollow discharge plasma Ph is etched by glow discharge plasma Pg formed in the outer periphery of the hollow discharge plasma Ph so that the highly precise substrate is flattened. Also, the discharge plasma P simultaneously forms the hollow discharge plasma Ph and the glow discharge Pg, and the substrate 14 is synchronously etched. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電プラズマ処理装置の表面加工方法、印加電極、及び、放電プラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a surface processing method, an applied electrode, and a discharge plasma processing apparatus for a discharge plasma processing apparatus.

シリコンウェハー、クォーツウェハー等の基板の平坦化技術として、研削、ポリッシング等の機械研磨やCMP等の機械的化学研磨が一般的に知られている。又、プラズマによる基板の研磨技術も確立されている(例えば、特許文献1)。   As a technique for planarizing a substrate such as a silicon wafer or a quartz wafer, mechanical polishing such as grinding or polishing and mechanical chemical polishing such as CMP are generally known. In addition, a technique for polishing a substrate by plasma has been established (for example, Patent Document 1).

一般に、基板をCMC研磨した後、さらに基板の表面を平坦化する場合、プラズマ処理装置にてプラズマエッチングすることで、基板の表面を高精度に平坦化する。特に、非常に薄い基板の厚みを均一にするために表面処理する場合には、プラズマエッチングによる表面処理は基板を損傷させることがないので特に有効であった。   In general, when the surface of the substrate is further planarized after CMC polishing of the substrate, the surface of the substrate is planarized with high accuracy by performing plasma etching with a plasma processing apparatus. In particular, when surface treatment is performed to make the thickness of a very thin substrate uniform, the surface treatment by plasma etching is particularly effective because the substrate is not damaged.

特許文献1では、プラズマ発生器において、基板の全表面をプラズマエッチングにて平坦化する際、表面処理する基板とプラズマを生成する電極を相対移動させる。詳述すると、図6及び図7に示すように、印加電極50を接地電極(図示せず)に載置された基板51の表面の上方を軌跡Rに沿ってジグザグに相対移動させる。このとき、プラズマPの直径r3分ずらしながらジグザグに印加電極50は相対移動させる。   In Patent Document 1, in the plasma generator, when the entire surface of the substrate is planarized by plasma etching, the substrate to be surface-treated and the electrode for generating plasma are moved relative to each other. More specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the application electrode 50 is moved relative to the upper surface of the substrate 51 placed on the ground electrode (not shown) along the locus R in a zigzag manner. At this time, the application electrode 50 is moved in a zigzag manner while being shifted by the diameter r3 of the plasma P.

そして、直径r3分ずらした後、一方向に走査されるその相対移動時に基板51の表面がプラズマにさらされてその表面をプラズマエッチングする。従って、電極50の移動する軌跡R上にプラズマPが形成されることから、基板51の全表面はプラズマエッチングされる。
特開平11−67736号公報
Then, after shifting by the diameter r3, the surface of the substrate 51 is exposed to plasma during the relative movement scanned in one direction, and the surface is plasma etched. Accordingly, since the plasma P is formed on the trajectory R along which the electrode 50 moves, the entire surface of the substrate 51 is plasma etched.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-67736

ところで、上記のような方法で平坦化処理された基板51は、以下の問題が生じていた。図8は図6の10−10線断面図を示す。図8に示すように、基板51の表面がPV(Peak to Valley)値が抑制されない場合があった。これは、プラズマ処理時間を短くするためにエッチングに使用されるプラズマがプラズマ密度の高いプラズマを使用した場合、局所的に深くエッチングされるが、隣接する1ピッチずれたエッチング箇所との境界部分はそれほど深くエッチングされない。その結果、PV(Peak to Valley)値を小さくできず、そのため、プラズマ密度の低いプラズマでもう一度プラズマエッチングして表面を平坦化しなければならず、作業工程が1つ増えて作業効率が悪かった。   By the way, the substrate 51 that has been planarized by the above-described method has the following problems. FIG. 8 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG. As shown in FIG. 8, the PV (Peak to Valley) value on the surface of the substrate 51 may not be suppressed. This is because, when the plasma used for etching in order to shorten the plasma processing time is a plasma having a high plasma density, it is locally deeply etched, but the boundary portion between the adjacent etching locations shifted by 1 pitch is It is not etched so deeply. As a result, the PV (Peak to Valley) value could not be reduced, so that the surface had to be flattened again by plasma etching with a plasma having a low plasma density, resulting in an increase in the number of work steps and poor work efficiency.

また、最初から、プラズマ密度の低いプラズマを使用して平坦化処理することも考えられるが、1つの基板を平坦化するのに、非常に時間を要し作業効率が悪かった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、1回の作業工程で精度の高い平坦化を実現し作業効率の向上を図ることのできる放電プラズマ処理装置の表面加工方法、印加電極及び放電プラズマ処理装置を提供することである。
In addition, it is conceivable to perform planarization using plasma having a low plasma density from the beginning, but it takes a very long time to planarize one substrate, and the working efficiency is poor.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a surface of a discharge plasma processing apparatus that can achieve high-precision flattening and improve work efficiency in a single work process. A processing method, an applied electrode, and a discharge plasma processing apparatus are provided.

本発明の放電プラズマ処理装置の表面加工方法は、基板を載置するとともに電気的に接地された接地電極と、前記接地電極と離間して配置された印加電極と、前記接地電極と前記印加電極を相対移動させる移動手段とを有し、前記接地電極と前記印加電極との間に高周波電圧を印加し、前記印加電極と前記基板との間に供給されたプラズマガスを前記高周波電圧の作用により電離させて放電プラズマを生成させ、前記基板と前記放電プラズマとの反応により前記基板の処理面を平坦化加工する放電プラズマ処理装置の表面加工方法であって、前記放電プラズマを、中心部にエッチングレートの高いホロー放電プラズマを形成し、そのホロー放電プラズマの外周部に前記ホロー放電プラズマよりエッチングレートの低いグロー放電プラズマを形成して、前記処理面を平坦化加工する。   The surface processing method of the discharge plasma processing apparatus of the present invention includes a ground electrode on which a substrate is placed and is electrically grounded, an application electrode that is spaced apart from the ground electrode, the ground electrode, and the application electrode Moving means for relatively moving, a high frequency voltage is applied between the ground electrode and the application electrode, and a plasma gas supplied between the application electrode and the substrate is caused by the action of the high frequency voltage. A surface processing method of a discharge plasma processing apparatus for generating discharge plasma by ionization and flattening a processing surface of the substrate by a reaction between the substrate and the discharge plasma, wherein the discharge plasma is etched in a central portion. A hollow discharge plasma having a high rate is formed, and a glow discharge plasma having an etching rate lower than that of the hollow discharge plasma is formed on the outer periphery of the hollow discharge plasma. And, it processed planarizing the treated surface.

本発明の放電プラズマ処理装置の表面加工方法によれば、放電プラズマの中心部に形成されたエッチングレートの高いホロー放電プラズマにて、基板の表面が深堀加工される。このとき、ホロー放電プラズマによる深堀加工のゆえに形成される基板の処理面の凹凸を、ホロー放電プラズマの外周部に形成されたエッチングレートの低いグロー放電プラズマによってその凸部がエッチングすることから、高精度の基板を平坦化することができる。   According to the surface processing method of the discharge plasma processing apparatus of the present invention, the surface of the substrate is deeply processed by hollow discharge plasma having a high etching rate formed at the center of the discharge plasma. At this time, the unevenness of the processing surface of the substrate formed due to the deep processing by the hollow discharge plasma is etched by the low discharge rate glow discharge plasma formed on the outer peripheral portion of the hollow discharge plasma. An accurate substrate can be planarized.

しかも、放電プラズマはホロー放電プラズマとホロー放電プラズマが同時に形成され、同時進行で基板をエッチングするため、高精度に平坦化された基板を短時間に製造することができる。   In addition, since the discharge plasma is formed of a hollow discharge plasma and a hollow discharge plasma at the same time and the substrate is etched at the same time, it is possible to manufacture a substrate that is planarized with high accuracy in a short time.

この表面加工方法において、前記印加電極が、前記基板の処理面上を、予め定めたピッチでジグザグに移動して、記基板の処理面をエッチングするように、前記印加電極と前記基板を相対移動させてもよい。   In this surface processing method, the application electrode and the substrate are relatively moved so that the application electrode moves in a zigzag manner on the processing surface of the substrate at a predetermined pitch to etch the processing surface of the substrate. You may let them.

この表面加工方法によれば、ジグザグ移動によって、効率よく一様に基板の処理面を表面加工でき、ホロー放電プラズマの深堀加工に基づく基板の処理面の凹凸も、グロー放電プラズマによってその凸部がエッチングすることから、高精度の基板を平坦化することができる。   According to this surface processing method, the processed surface of the substrate can be efficiently and uniformly processed by zigzag movement, and the unevenness of the processed surface of the substrate based on the deep processing of the hollow discharge plasma is also uneven by the glow discharge plasma. Since etching is performed, a highly accurate substrate can be planarized.

この表面加工方法において、前記予め定めたピッチは、前記放電プラズマの中心部に形成された前記ホロー放電プラズマの直径であってもよい。
この表面加工方法によれば、ホロー放電プラズマの深堀加工が一様に基板の処理面に対し行われることから、加工ムラのない高精度に平坦化された基板を短時間に製造することができる。
In this surface processing method, the predetermined pitch may be a diameter of the hollow discharge plasma formed in a central portion of the discharge plasma.
According to this surface processing method, hollow discharge plasma deep processing is performed uniformly on the processing surface of the substrate, so that a highly flat substrate with no processing unevenness can be manufactured in a short time. .

本発明の印加電極は、高周波電圧が印加されて、接地電極に載置した基板の処理面に放電プラズマを生成させる印加電極であって、前記接地電極に向かった方向に貫通孔が貫通形成された電極部と、前記電極部の前記接地電極側の対向面を絶縁被覆するとともに、前記電極部に形成した貫通孔と連通する貫通孔を貫通形成した絶縁体とを有している。   The application electrode of the present invention is an application electrode that generates a discharge plasma on a processing surface of a substrate placed on a ground electrode when a high-frequency voltage is applied, and has a through hole formed in a direction toward the ground electrode. And an insulator having a through-hole formed through the through-hole communicating with the through-hole formed in the electrode portion.

本発明の印加電極によれば、電極部と接地電極との間に高周波電圧を印加すると、基板と対峙する電極部(絶縁体)の先端面部分はグロー放電が起こる。これに対して、電極部の先端中央部分は、絶縁体によって被覆されて貫通孔が存在することから、電極部と接地電極との間に高周波電圧が印加されると、ホロー放電が起こる。   According to the application electrode of the present invention, when a high frequency voltage is applied between the electrode portion and the ground electrode, glow discharge occurs at the tip surface portion of the electrode portion (insulator) facing the substrate. On the other hand, since the center part of the tip of the electrode part is covered with an insulator and has a through hole, hollow discharge occurs when a high-frequency voltage is applied between the electrode part and the ground electrode.

従って、1つの印加電極で、中心部にエッチングレートの高いホロー放電プラズマを、外周部にそのホロー放電プラズマを囲むようにエッチングレートの低いグロー放電プラズマを同時に生成することができる。   Accordingly, a single discharge electrode can simultaneously generate a hollow discharge plasma having a high etching rate at the center and a glow discharge plasma having a low etching rate so as to surround the hollow discharge plasma at the outer periphery.

本発明の放電プラズマ処理装置は、基板を載置するとともに電気的に接地された接地電極と、前記接地電極と離間し対向して配置された印加電極と、前記接地電極と前記印加電極を相対移動させる移動手段とを有し、前記接地電極と前記印加電極との間に高周波電圧を印加し、前記印加電極と前記基板との間に供給されたプラズマガスを前記高周波電圧の作用により電離させて放電プラズマを生成させ、前記基板と前記放電プラズマとの反応により前記基板の処理面を平坦化加工する放電プラズマ処理装置であって、前記印加電極を上記印加電極で形成した。   The discharge plasma processing apparatus according to the present invention includes a ground electrode on which a substrate is placed and is electrically grounded, an application electrode that is spaced from and opposed to the ground electrode, and the ground electrode and the application electrode are relative to each other. A moving means for moving, applying a high frequency voltage between the ground electrode and the application electrode, and ionizing plasma gas supplied between the application electrode and the substrate by the action of the high frequency voltage. A discharge plasma processing apparatus for generating discharge plasma and flattening a processing surface of the substrate by a reaction between the substrate and the discharge plasma, wherein the application electrode is formed of the application electrode.

本発明の放電プラズマ処理装置によれば、中心部にエッチングレートの高いホロー放電プラズマを、そのホロー放電プラズマの外周部にエッチングレートの低いグロー放電プラズマを同時に形成することができる。そのため、高精度に平坦化された基板を製造することができる。   According to the discharge plasma processing apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously form a hollow discharge plasma having a high etching rate at the center and a glow discharge plasma having a low etching rate at the outer periphery of the hollow discharge plasma. Therefore, a substrate that is planarized with high accuracy can be manufactured.

以下、本発明の放電プラズマ処理装置の表面加工方法を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、放電プラズマ処理装置10を説明するための、要部断面図である。放電プラズマ処理装置10は、処理室11の底面11aに移動手段としてのXY方向移動装置12が設けられ、そのXY方向移動装置12の作動アーム12aに接地電極として電極ステージ13が連結固定されている。
Hereinafter, an embodiment in which a surface processing method of a discharge plasma processing apparatus of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining a discharge plasma processing apparatus 10. In the discharge plasma processing apparatus 10, an XY direction moving device 12 as a moving unit is provided on a bottom surface 11 a of a processing chamber 11, and an electrode stage 13 is connected and fixed to a working arm 12 a of the XY direction moving device 12 as a ground electrode. .

XY方向移動装置12は、作動アーム12aを介して電極ステージ13を主走査方向としてのX方向(図1において左右方向)に移動させるととともに、X方向と直交する方向の副走査方向としてのY方向(図1において紙面に対して垂直方向)に移動させるようになっている。   The XY direction moving device 12 moves the electrode stage 13 in the X direction (left and right direction in FIG. 1) as the main scanning direction via the operating arm 12a, and Y as the sub scanning direction perpendicular to the X direction. It is made to move in the direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 1).

電極ステージ13は、ステンレススチールにて形成されている。電極ステージ13は、その載置面13aに基板14が載置される。従って、電極ステージ13に載置された基板14は、処理室11内においてX方向及びY方向に移動され案内されるようになっている。基板14は、プラズマ中に含まれる活性原子(ラジカル)と反応して、反応物を気化するような成分を含む材料が挙げられる。本実施形態では、例えば、シリコン(Si)基板としている。   The electrode stage 13 is formed of stainless steel. The electrode stage 13 has a substrate 14 placed on its placement surface 13a. Accordingly, the substrate 14 placed on the electrode stage 13 is moved and guided in the X and Y directions in the processing chamber 11. Examples of the substrate 14 include a material containing a component that reacts with active atoms (radicals) contained in plasma to vaporize a reactant. In this embodiment, for example, a silicon (Si) substrate is used.

処理室11内の上面には、支持装置15が設けられ、その支持装置15の下面には印加電極20が、下方の電極ステージ13に向かって配設されている。印加電極20は、図2に示すように、ステンレススチールよりなる電極本体21と、アルミナからなる絶縁体22とを有している。   A support device 15 is provided on the upper surface in the processing chamber 11, and an application electrode 20 is disposed on the lower surface of the support device 15 toward the lower electrode stage 13. As shown in FIG. 2, the application electrode 20 has an electrode body 21 made of stainless steel and an insulator 22 made of alumina.

電極本体21は、円柱体をなし支持装置15に対して固定されている。電極本体21は、その中心軸線に沿って、第1の貫通孔21aが貫通形成されている。電極本体21の対向面としての下面には、絶縁体22が固着されている。絶縁体22は、円板状をなし、その中心部には電極本体21に形成した第1の貫通孔21aと連通する第2の貫通孔22aが貫通形成されている。従って、電極本体21の下面は、絶縁体22にて絶縁被覆される。   The electrode body 21 has a cylindrical body and is fixed to the support device 15. The electrode body 21 has a first through hole 21a formed therethrough along its central axis. An insulator 22 is fixed to the lower surface as the facing surface of the electrode body 21. The insulator 22 has a disk shape, and a second through hole 22a communicating with the first through hole 21a formed in the electrode body 21 is formed through the center of the insulator 22. Accordingly, the lower surface of the electrode main body 21 is covered with the insulator 22.

なお、支持装置15に支持される印加電極20の高さ調節、即ち、絶縁体22と電極ステージ13に載置された基板14との間隔の調整は、支持装置15内に設けた高さ調整機構によって調整されるようになっている。   The height adjustment of the application electrode 20 supported by the support device 15, that is, the adjustment of the distance between the insulator 22 and the substrate 14 placed on the electrode stage 13 is performed by adjusting the height provided in the support device 15. It is adjusted by the mechanism.

また、支持装置15には、印加電極20(電極本体21)の第1の貫通孔21aと連通する図示しないプラズマガス供給路が設けられ、処理室11外から供給されるプラズマガスGを、第1の貫通孔21aに導入する。第1の貫通孔21aに導入されたプラズマガスGは、絶縁体22の第2の貫通孔22aから基板14に向かって吐出される。従って、第1の貫通孔21aと第2の貫通孔22aとでプラズマガスGが流れる通路が形成されている。   Further, the support device 15 is provided with a plasma gas supply path (not shown) that communicates with the first through hole 21a of the application electrode 20 (electrode body 21), and the plasma gas G supplied from outside the processing chamber 11 is supplied to the support device 15 through the first through hole 21a. 1 to the through hole 21a. The plasma gas G introduced into the first through hole 21 a is discharged toward the substrate 14 from the second through hole 22 a of the insulator 22. Therefore, a passage through which the plasma gas G flows is formed by the first through hole 21a and the second through hole 22a.

ここで、プラズマガスGは、高周波電圧の作用(電界の作用)により、含まれるガス分子が解離してプラズマPを生じるガスであって、例えば、ヘリウム(He)ガス、Ar(アルゴン)ガスのようなキャリアガスと、処理ガスとの混合ガス等である。処理ガスは、エッチング加工する基板14の構成材料に応じて異なる。基板14の構成材料が前述のシリコン系化合物である場合、CF4、CHF3、C2F6、SF6のようなフッ素系ガス、CCl4のような塩素ガス等が用いられる。   Here, the plasma gas G is a gas that generates plasma P by dissociation of contained gas molecules by the action of a high-frequency voltage (the action of an electric field). For example, helium (He) gas or Ar (argon) gas is used. Such a mixed gas of a carrier gas and a processing gas. The processing gas varies depending on the constituent material of the substrate 14 to be etched. When the constituent material of the substrate 14 is the aforementioned silicon compound, a fluorine-based gas such as CF4, CHF3, C2F6, SF6, a chlorine gas such as CCl4, or the like is used.

印加電極20(電極本体21)と電極ステージ13との間には、電源供給回路25が接続されている。この電源供給回路25は、電極本体21と電極ステージ13との間に高周波電圧を印加して、印加電極20と電極ステージ13との間隙に高い周波数で向きが反転する電界を誘起させるようになっている。   A power supply circuit 25 is connected between the application electrode 20 (electrode body 21) and the electrode stage 13. The power supply circuit 25 applies a high-frequency voltage between the electrode body 21 and the electrode stage 13 to induce an electric field whose direction is reversed at a high frequency in the gap between the application electrode 20 and the electrode stage 13. ing.

印加電極20と電極ステージ13との間において高い周波数で向きが反転する電界が誘起されると、基板14と印加電極20との間に存在するプラズマガスGの分子が電離して、放電プラズマPが発生する。   When an electric field whose direction is reversed at a high frequency is induced between the application electrode 20 and the electrode stage 13, the molecules of the plasma gas G existing between the substrate 14 and the application electrode 20 are ionized, and the discharge plasma P Will occur.

このとき、発生する放電プラズマPは、位置によって異なる放電プラズマを生成する。詳述すると、印加電極20の下面(絶縁体2の下面部分)にはグロー放電が起こるが、印加電極20の中心の部分は、開口部(貫通孔22a)が存在することから、ホロー放電が起こる。   At this time, the generated discharge plasma P generates different discharge plasmas depending on the position. More specifically, glow discharge occurs on the lower surface of the application electrode 20 (the lower surface portion of the insulator 2). However, since a central portion of the application electrode 20 has an opening (through hole 22a), hollow discharge occurs. Occur.

その結果、図3に示すように、印加電極20の中心部分(絶縁体22の貫通孔22a部分)はホロー放電によるエッチングレートの高いホロー放電プラズマPhを形成する。そして、そのホロー放電プラズマPhの外周部分(絶縁体22の下面部分)にホロー放電プラズマPhよりエッチングレートの低いグロー放電プラズマPgを形成する。つまり、この印加電極20は、中心部にエッチングレートの高いホロー放電プラズマPhにてエッチングされる高レートエッチング領域Z1を形成し、その高レートエッチング領域Z1を囲むように低レートエッチング領域Z2を形成する。   As a result, as shown in FIG. 3, the central portion of the application electrode 20 (the through-hole 22a portion of the insulator 22) forms a hollow discharge plasma Ph having a high etching rate by hollow discharge. A glow discharge plasma Pg having an etching rate lower than that of the hollow discharge plasma Ph is formed on the outer peripheral portion of the hollow discharge plasma Ph (the lower surface portion of the insulator 22). That is, the application electrode 20 forms a high rate etching region Z1 etched by the hollow discharge plasma Ph having a high etching rate at the center, and forms a low rate etching region Z2 so as to surround the high rate etching region Z1. To do.

次に、上記プラズマ処理装置10を利用して基板14の処理面14aを平坦化する方法について説明する。
いま、図1及び図2に示すように、電極ステージ13の載置面13aに基板14を載置する。そして、XY方向移動装置12を駆動させて、基板14が上方に相対向して配置された印加電極20に対して、図4に破線で示す始点P1から終点P2までの軌跡Rに沿って相対移動するように電極ステージ13を作動させる。
Next, a method for flattening the processing surface 14a of the substrate 14 using the plasma processing apparatus 10 will be described.
Now, as shown in FIGS. 1 and 2, the substrate 14 is placed on the placement surface 13 a of the electrode stage 13. Then, the XY direction moving device 12 is driven to make a relative movement along the locus R from the start point P1 to the end point P2 indicated by a broken line in FIG. The electrode stage 13 is operated so as to move.

つまり、印加電極20が、基板14上の始点P1からX方向に移動を開始する。やがて、基板14の端まで到達したとき、印加電極20のX方向への移動を停止させ、続いて印加電極20をY方向へホロー放電プラズマPhの直径r1分移動させる。次に、印加電極20を反X方向に移動を開始させ、基板14の端まで到達したとき、印加電極20の反X方向への移動を停止させる。続いて、印加電極20をY方向へホロー放電プラズマPhの直径r1分移動させた後、基板14をX方向に移動を開始させる。以後、同様な工程を繰り返して、印加電極20を終点P2まで相対移動させる。   That is, the application electrode 20 starts moving in the X direction from the starting point P1 on the substrate 14. When the end of the substrate 14 is reached, the movement of the application electrode 20 in the X direction is stopped, and then the application electrode 20 is moved in the Y direction by the diameter r1 of the hollow discharge plasma Ph. Next, the movement of the application electrode 20 in the anti-X direction is started, and when the application electrode 20 reaches the end of the substrate 14, the movement of the application electrode 20 in the anti-X direction is stopped. Subsequently, after the applied electrode 20 is moved in the Y direction by the diameter r1 of the hollow discharge plasma Ph, the substrate 14 is started to move in the X direction. Thereafter, the same process is repeated, and the application electrode 20 is relatively moved to the end point P2.

このとき、Y方向にホロー放電プラズマPhの直径r1分のピッチで移動しながら、X方向及び反X方向にジグザグに相対移動させることによって、基板14の処理面14aは一様に、上方を通過する印加電極20に対峙したとき高レートエッチング領域Z1に入りホロー放電プラズマPhにさらされ、高いエッチングレートでエッチングされる。このとき、その周囲は低レートエッチング領域Z2に入りグロー放電プラズマPgにさらされる。   At this time, the processing surface 14a of the substrate 14 passes uniformly upward by moving in a Zigzag manner in the X direction and the anti-X direction while moving in the Y direction at a pitch of the diameter r1 of the hollow discharge plasma Ph. When facing the applied electrode 20, the high-rate etching region Z1 is entered, exposed to the hollow discharge plasma Ph, and etched at a high etching rate. At this time, the periphery enters the low-rate etching region Z2 and is exposed to the glow discharge plasma Pg.

その結果、ホロー放電プラズマPhでエッチングされた中心位置ほど深くエッチングされるが、隣接する1ピッチずれたエッチング箇所との境界部分はそれほど深くエッチングされないが、ホロー放電プラズマPhの周囲に存在するグロー放電プラズマPgが、これを補償するように深くエッチングされない部分を、エッチングする。   As a result, the center position etched by the hollow discharge plasma Ph is etched deeper, but the boundary portion between the adjacent one-pitch shifted etching portions is not etched so deeply, but the glow discharge existing around the hollow discharge plasma Ph is present. The portion where the plasma Pg is not etched deeply to compensate for this is etched.

詳述すると、X方向の移動する前の1つ前の反X方向の移動の際と、X方向の移動した後の次の反X方向の移動の際と、深くエッチングされない部分はホロー放電プラズマPhが通過してエッチングされる。   More specifically, a portion that is not deeply etched during the movement in the previous anti-X direction before moving in the X direction and the next movement in the anti-X direction after moving in the X direction is a hollow discharge plasma. Ph passes through and is etched.

このホロー放電プラズマPhのエッチングにて、図5に示すように、深くエッチングされた部分と深くエッチングされない部分との差を小さくでき、つまり、PV(Peak to Valley)値を小さくでき、基板14の処理面14aを平坦化する。   As shown in FIG. 5, the etching of the hollow discharge plasma Ph can reduce the difference between the deeply etched portion and the portion that is not deeply etched, that is, the PV (Peak to Valley) value can be reduced. The processing surface 14a is flattened.

次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、放電プラズマPはホロー放電プラズマPhとグロー放電プラズマPgを形成し、放電プラズマPの中心部に形成されたエッチングレートの高いホロー放電プラズマPhにて、基板14の処理面14aを深堀加工する。このとき、ホロー放電プラズマPhによる深堀加工によって形成される基板14の処理面14aの凹凸を、ホロー放電プラズマPhの外周部に形成されたエッチングレートの低いグロー放電プラズマPgによってその凸部2をエッチングする。従って、高精度の基板を平坦化することができる。
Next, effects of the embodiment configured as described above will be described below.
(1) According to the above embodiment, the discharge plasma P forms the hollow discharge plasma Ph and the glow discharge plasma Pg, and the substrate 14 is formed by the hollow discharge plasma Ph formed at the center of the discharge plasma P and having a high etching rate. The processed surface 14a is deeply drilled. At this time, the unevenness of the processing surface 14a of the substrate 14 formed by deep drilling using the hollow discharge plasma Ph is etched, and the projection 2 is etched by the glow discharge plasma Pg formed at the outer periphery of the hollow discharge plasma Ph and having a low etching rate. To do. Therefore, a highly accurate substrate can be planarized.

(2)上記実施形態によれば、放電プラズマPはホロー放電プラズマPhとグロー放電プラズマPgを同時に形成し、同時進行で基板14をエッチングするため、高精度に平坦化された基板を短時間に製造することができる。   (2) According to the above embodiment, the discharge plasma P forms the hollow discharge plasma Ph and the glow discharge plasma Pg at the same time, and etches the substrate 14 at the same time. Can be manufactured.

(3)上記実施形態によれば、印加電極20が、基板14の処理面14a上を、ジグザグに移動して、基板14の処理面14aをエッチングするようにしたので、効率よく一様に基板14の処理面14aを表面加工できる。   (3) According to the above embodiment, the application electrode 20 moves on the processing surface 14a of the substrate 14 in a zigzag manner to etch the processing surface 14a of the substrate 14, so that the substrate can be efficiently and uniformly applied. The 14 processed surfaces 14a can be processed.

しかも、ジグザグに移動するさいのピッチがホロー放電プラズマPhの直径としたので、加工ムラのない高精度に平坦化された基板を短時間に製造することができる。
(4)上記実施形態によれば、印加電極20の電極本体21は、第1の貫通孔21aを有し、第1の貫通孔21aを除く下面を絶縁体22で被覆した。従って、電極部と接地電極との間に高周波電圧を印加すると、基板と対峙する電極部(絶縁体)の先端面(絶縁体22の下面)部分にグロー放電を起こし、円筒状の電極部の先端中央(絶縁体22の貫通孔22a)部分にホロー放電を起こすことができる。
In addition, since the pitch of the zigzag movement is the diameter of the hollow discharge plasma Ph, it is possible to manufacture a substrate flattened with high accuracy without processing unevenness in a short time.
(4) According to the above embodiment, the electrode body 21 of the application electrode 20 has the first through hole 21a, and the lower surface excluding the first through hole 21a is covered with the insulator 22. Therefore, when a high frequency voltage is applied between the electrode portion and the ground electrode, glow discharge is caused at the tip surface (lower surface of the insulator 22) portion of the electrode portion (insulator) facing the substrate, and the cylindrical electrode portion Hollow discharge can occur at the center of the tip (through hole 22a of insulator 22).

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ホロー放電プラズマPhの太さ(直径r1)とグロー放電プラズマPgの太さ(直径r2)について特に限定しなかったが、ホロー放電プラズマPhの周囲にグロー放電プラズマPgが形成されていればよく、例えば、ホロー放電プラズマPhの直径r1が例えば2mmとしたとき、直径r2が3mm〜7mmのグロー放電プラズマPgを形成して実施してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the thickness (diameter r1) of the hollow discharge plasma Ph and the thickness (diameter r2) of the glow discharge plasma Pg are not particularly limited, but the glow discharge plasma Pg is formed around the hollow discharge plasma Ph. For example, when the diameter r1 of the hollow discharge plasma Ph is 2 mm, for example, the glow discharge plasma Pg having a diameter r2 of 3 mm to 7 mm may be formed.

プラズマ処理装置を説明するための概略図。Schematic for demonstrating a plasma processing apparatus. プラズマ処理装置を説明するための要部断面図。The principal part sectional drawing for demonstrating a plasma processing apparatus. ホロー放電プラズマとホロー放電プラズマを説明する説明図。Explanatory drawing explaining hollow discharge plasma and hollow discharge plasma. 基板に対する放電電極の相対移動軌跡を示す図。The figure which shows the relative movement locus | trajectory of the discharge electrode with respect to a board | substrate. 放電プラズマにて平坦化処理された基板の表面を示す断面図。Sectional drawing which shows the surface of the board | substrate planarized by discharge plasma. 従来の放電プラズマと平坦化処理される基板の模式図。The schematic diagram of the board | substrate which is planarized with the conventional discharge plasma. 従来の平坦化処理工程を説明するための基板に対する放電電極の相対移動軌跡を示す図。The figure which shows the relative movement locus | trajectory of the discharge electrode with respect to the board | substrate for demonstrating the conventional planarization process process. 従来の放電プラズマにて平坦化処理された基板の表面を示す断面図。Sectional drawing which shows the surface of the board | substrate planarized by the conventional discharge plasma.

符号の説明Explanation of symbols

G…プラズマガス、P…放電プラズマ、Ph…ホロー放電プラズマ、Pg…グロー放電プラズマ、R…相対移動軌跡、r1,r2…直径、10…プラズマ処理装置、12…XY方向移動装置、13…電極ステージ、14…基板、14a…処理面、20…印加電極、21…電極本体、21a…第1の貫通孔、22…絶縁体、22a…第2の貫通孔、25…電源供給回路。   G ... Plasma gas, P ... Discharge plasma, Ph ... Hollow discharge plasma, Pg ... Glow discharge plasma, R ... Relative movement trajectory, r1, r2 ... Diameter, 10 ... Plasma processing device, 12 ... XY direction moving device, 13 ... Electrode Stage 14, substrate 14 a, processing surface 20, applied electrode 21, electrode body 21 a, first through hole 22, insulator 22 a, second through hole 25, power supply circuit

Claims (5)

基板を載置するとともに電気的に接地された接地電極と、
前記接地電極と離間して配置された印加電極と、
前記接地電極と前記印加電極を相対移動させる移動手段と
を有し、
前記接地電極と前記印加電極との間に高周波電圧を印加し、前記印加電極と前記基板との間に供給されたプラズマガスを前記高周波電圧の作用により電離させて放電プラズマを生成させ、前記基板と前記放電プラズマとの反応により前記基板の処理面を平坦化加工する放電プラズマ処理装置の表面加工方法であって、
前記放電プラズマを、中心部にエッチングレートの高いホロー放電プラズマを形成し、そのホロー放電プラズマの外周部に前記ホロー放電プラズマよりエッチングレートの低いグロー放電プラズマを形成して、前記処理面を平坦化加工することを特徴とする放電プラズマ処理装置の表面加工方法。
A ground electrode on which the substrate is placed and electrically grounded;
An application electrode spaced apart from the ground electrode;
Moving means for relatively moving the ground electrode and the application electrode;
A high-frequency voltage is applied between the ground electrode and the application electrode, and a plasma gas supplied between the application electrode and the substrate is ionized by the action of the high-frequency voltage to generate discharge plasma, and the substrate And a surface processing method of a discharge plasma processing apparatus for flattening a processing surface of the substrate by reaction with the discharge plasma,
The discharge plasma is formed in the center with a hollow discharge plasma having a high etching rate, and the glow discharge plasma having a lower etching rate than the hollow discharge plasma is formed in the outer periphery of the hollow discharge plasma to flatten the processing surface. A surface processing method of a discharge plasma processing apparatus, characterized by processing.
請求項1に記載の放電プラズマ処理装置の表面加工方法において、
前記印加電極が、前記基板の処理面上を、予め定めたピッチでジグザグに移動して、記基板の処理面をエッチングするように、前記印加電極と前記基板を相対移動させることを特徴とする放電プラズマ処理装置の表面加工方法。
In the surface processing method of the discharge plasma processing apparatus of Claim 1,
The application electrode is moved in a zigzag manner at a predetermined pitch on the processing surface of the substrate, and the application electrode and the substrate are relatively moved so as to etch the processing surface of the substrate. A surface processing method of a discharge plasma processing apparatus.
請求項2に記載の放電プラズマ処理装置の表面加工方法において、
前記予め定めたピッチは、前記放電プラズマの中心部に形成された前記ホロー放電プラズマの直径であることを特徴とする放電プラズマ処理装置の表面加工方法。
In the surface processing method of the discharge plasma processing apparatus according to claim 2,
The surface processing method for a discharge plasma processing apparatus, wherein the predetermined pitch is a diameter of the hollow discharge plasma formed in a central portion of the discharge plasma.
高周波電圧が印加されて、接地電極に載置した基板の処理面に放電プラズマを生成させる印加電極であって、
前記接地電極に向かった方向に貫通孔が貫通形成された電極部と、
前記電極部の前記接地電極側の対向面を絶縁被覆するとともに、前記電極部に形成した貫通孔と連通する貫通孔を貫通形成した絶縁体と
を有したことを特徴とした印加電極。
An application electrode to which a high frequency voltage is applied to generate discharge plasma on the processing surface of the substrate placed on the ground electrode,
An electrode part having a through-hole formed in a direction toward the ground electrode;
An application electrode comprising: an insulating body that covers the surface of the electrode portion facing the ground electrode with an insulating coating and has a through hole that communicates with a through hole formed in the electrode portion.
基板を載置するとともに電気的に接地された接地電極と、
前記接地電極と対向して配置された印加電極と、
前記接地電極と前記印加電極を相対移動させる移動手段と
を有し、
前記接地電極と前記印加電極との間に高周波電圧を印加し、前記印加電極と前記基板との間に供給されたプラズマガスを前記高周波電圧の作用により電離させて放電プラズマを生成させ、前記基板と前記放電プラズマとの反応により前記基板の処理面を平坦化加工する放電プラズマ処理装置であって、
前記印加電極を請求項4に記載の印加電極で形成したことを特徴とする放電プラズマ処理装置。
A ground electrode on which the substrate is placed and electrically grounded;
An application electrode disposed opposite the ground electrode;
Moving means for relatively moving the ground electrode and the application electrode;
A high-frequency voltage is applied between the ground electrode and the application electrode, and a plasma gas supplied between the application electrode and the substrate is ionized by the action of the high-frequency voltage to generate discharge plasma, and the substrate And a discharge plasma processing apparatus for flattening the processing surface of the substrate by reaction with the discharge plasma,
A discharge plasma processing apparatus, wherein the application electrode is formed of the application electrode according to claim 4.
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