JP3384705B2 - Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process

Info

Publication number
JP3384705B2
JP3384705B2 JP05813197A JP5813197A JP3384705B2 JP 3384705 B2 JP3384705 B2 JP 3384705B2 JP 05813197 A JP05813197 A JP 05813197A JP 5813197 A JP5813197 A JP 5813197A JP 3384705 B2 JP3384705 B2 JP 3384705B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
plasma
gas
electrode
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05813197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10256233A (en
Inventor
徹 奥田
博明 竹内
勇▲蔵▼ 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP05813197A priority Critical patent/JP3384705B2/en
Publication of JPH10256233A publication Critical patent/JPH10256233A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3384705B2 publication Critical patent/JP3384705B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子基板の
段差形状を平坦化する工程を含む半導体素子の製造方
法、および平坦化を行う処理装置に関する。特に、回路
導体層やメモリセル等の段差構造上に形成された凹凸形
状を有する絶縁膜を平坦化する工程を含む半導体素子の
製造方法、および凹凸形状を有する絶縁膜の平坦化を行
う処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor element including a step of flattening a stepped shape of a semiconductor element substrate, and a processing apparatus for performing the flattening. In particular, a method for manufacturing a semiconductor device including a step of flattening an insulating film having an uneven shape formed on a stepped structure such as a circuit conductor layer or a memory cell, and a processing apparatus for flattening an insulating film having an uneven shape Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化に伴って素
子の多層構造化、配線などの微細化が行われている。配
線などの微細化においては、微細なレジストパターンを
形成する必要があるが、レジストパターンの微細化はフ
ォトリソグラフィ工程における露光時に、解像度を上げ
ることによって可能である。しかし、その一方で、解像
度を上げることに応じて焦点深度は浅くなる。従って、
多層構造の半導体素子においては、レジストパターンの
精度を確保するため、層間絶縁膜に形成される段差を平
坦化しておくことが要求される。さらにまた上部配線層
の段ぎれの防止のためにも段差を平坦化しておく必要が
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor elements have been highly integrated, the elements have been multi-layered and wirings have been miniaturized. A fine resist pattern needs to be formed in order to miniaturize a wiring or the like, but the resist pattern can be miniaturized by increasing resolution during exposure in a photolithography process. However, on the other hand, the depth of focus becomes shallower as the resolution is increased. Therefore,
In a semiconductor device having a multilayer structure, it is required to flatten the steps formed in the interlayer insulating film in order to ensure the accuracy of the resist pattern. Further, it is necessary to flatten the step in order to prevent the stepping of the upper wiring layer.

【0003】このような、半導体素子製造工程における
絶縁膜の平坦化においては、1μm程度の凹凸に対し、
削り代が1μm程度となり、Siウエハポリッシングよ
りもさらに厳しい状況での平坦化が要求される。
In the flattening of the insulating film in such a semiconductor element manufacturing process, the unevenness of about 1 μm is
The shaving allowance is about 1 μm, and planarization is required in a more severe situation than Si wafer polishing.

【0004】この平坦化手段として、例えば、CMP
(Chemical Mechanical Poli
shing;化学機械研磨)がある。これは研磨剤を含
む研磨液を供給しながら定盤に貼り付けた研磨パッドに
基板を押しつけ、基板に荷重をかけながら定盤を回転さ
せて、基板の凸部を選択的に研磨する方法であり、研磨
剤と研磨パッドによる機械的研磨の効果とともに、研磨
液の化学的研磨の効果もある。このCMPは、広い面積
において、非常に高い平坦能を有するが、一方で、研磨
液を使用する、いわゆるウエットな研磨技術であるた
め、吸水性の大きい材料の絶縁膜には使用できないこ
と、研磨剤、研磨パッドの消耗品コストが高いこと、パ
ーティクルの発生量が多いこと、などの問題点が挙げら
れる。
As this flattening means, for example, CMP
(Chemical Mechanical Poli
shing; chemical mechanical polishing). This is a method of pressing the substrate against the polishing pad attached to the surface plate while supplying a polishing liquid containing an abrasive, and rotating the surface plate while applying a load to the substrate to selectively polish the convex portions of the substrate. In addition to the mechanical polishing effect of the polishing agent and the polishing pad, there is also the chemical polishing effect of the polishing liquid. This CMP has a very high flatness over a wide area, but on the other hand, since it is a so-called wet polishing technique that uses a polishing liquid, it cannot be used for an insulating film of a material having a high water absorption. There are problems such as high cost of consumables for the polishing agent and polishing pad, and a large amount of particles generated.

【0005】従って、プラズマエッチングやRlE(リ
アクティブイオンエッチング)などのドライエッチング
によって平坦化を行うことが望ましい。ドライエッチン
グであれば絶縁膜の吸水性有無は問題とせず、パーティ
クルの発生量もウエットな研磨技術に比べて非常に少な
い。また、機械的な摩耗もないため、消耗品コストも抑
えられる。
Therefore, it is desirable to perform planarization by dry etching such as plasma etching or RlE (reactive ion etching). In the case of dry etching, it does not matter whether the insulating film absorbs water or not, and the amount of particles generated is much smaller than that in the wet polishing technique. Further, since there is no mechanical wear, the cost of consumables can be suppressed.

【0006】例えば、プラズマエッチングは、エッチン
グ対象物と化学反応する反応ガスに基づくプラズマを発
生し、このプラズマをエッチング対象物と作用させるこ
とによってエッチングを行うものであり、化学的な反応
が主となるエッチング法である。従って、エッチング後
の表面は研磨傷のない面が得られる。
[0006] For example, in plasma etching, plasma is generated based on a reaction gas that chemically reacts with an object to be etched, and etching is performed by causing the plasma to react with the object to be etched. It is a different etching method. Therefore, the surface after etching is free from polishing scratches.

【0007】ドライエッチングを用いた平坦化手段とし
て、レジストエッチバック法がある。その一例を図21
を用いて説明する。図21はロジックLSI製造過程に
おける半導体素子基板の断面を示す模式図である。基板
27上に第一の絶縁膜28が形成され、その上に金属配
線29が形成されている。この金属配線29による凹凸
形状に影響されて、多層構造における層間絶縁膜とな
る、第2の絶縁膜30表面も凹凸形状を有する形状とな
る(図21(a))。次に、絶縁膜30上にレジスト3
1を塗布する。レジスト31は流動性が良く、塗布後の
表面は平坦な面となる(図21(b))。これを、レジ
スト31および第2の絶縁膜30を一様にエッチングす
る条件の下でドライエッチングを施すことにより、平坦
な表面を得る(図21(c))。これは、一般的に用い
られる平坦化手法であるが、実質的な平坦化は、レジス
トエッチバック法におけるドライエッチングよりも、レ
ジスト31を塗布することによって行われている。
As a flattening means using dry etching, there is a resist etch back method. An example of this is shown in FIG.
Will be explained. FIG. 21 is a schematic view showing a cross section of the semiconductor element substrate in the logic LSI manufacturing process. The first insulating film 28 is formed on the substrate 27, and the metal wiring 29 is formed thereon. Due to the uneven shape of the metal wiring 29, the surface of the second insulating film 30 serving as an interlayer insulating film in the multilayer structure also has the uneven shape (FIG. 21A). Next, a resist 3 is formed on the insulating film 30.
Apply 1. The resist 31 has good fluidity, and the surface after application becomes a flat surface (FIG. 21B). This is dry-etched under the condition that the resist 31 and the second insulating film 30 are uniformly etched to obtain a flat surface (FIG. 21C). This is a commonly used planarization method, but substantial planarization is performed by applying the resist 31 rather than dry etching in the resist etch back method.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、絶縁膜の平坦化をレジストエッチバック法によ
って行うことは、レジストを塗布および焼成する工程が
必要となり、製造コストが上がるという問題がある。こ
のため、ドライエッチング自体が、絶縁膜の凹凸形状に
対して選択性のある加工方法であることが望まれる。し
かし、現在、一般に用いられるドライエッチングは、等
方的な加工であり、またその加工の空間分解能が悪く、
凹凸形状に対する十分な選択性が得られない。従って、
十分な削り代を取らなければ表面の平坦化を行えない。
その結果、ドライエッチングは、半導体素子製造におけ
る平坦化工程においては実質的な平坦化能力がないとい
える。
However, as described above, the flattening of the insulating film by the resist etch back method requires the steps of coating and baking the resist, resulting in an increase in manufacturing cost. . Therefore, it is desired that the dry etching itself be a processing method having selectivity with respect to the uneven shape of the insulating film. However, dry etching generally used at present is isotropic processing, and the spatial resolution of the processing is poor,
Sufficient selectivity for uneven shapes cannot be obtained. Therefore,
The surface cannot be flattened unless a sufficient cutting allowance is taken.
As a result, it can be said that dry etching does not have a substantial planarizing ability in the planarizing step in semiconductor device manufacturing.

【0009】また、従来のドライエッチングは、反応容
器内に基板を配置し、反応容器内を一度真空に引き、所
望のガスを比較的低密度(1mTorrから1Torr程度)
に供給してプラズマを発生させる。従って、反応容器の
真空を保つ必要があり、処理装置が高価になるととも
に、その操作が複雑である。
Further, in the conventional dry etching, a substrate is placed in a reaction vessel, the inside of the reaction vessel is evacuated once, and a desired gas has a relatively low density (about 1 mTorr to 1 Torr).
To generate plasma. Therefore, it is necessary to maintain the vacuum of the reaction container, the processing apparatus becomes expensive, and its operation is complicated.

【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、(1)レジスト塗布お
よび焼成などの工程を付与することなく、ドライエッチ
ング工程のみによって絶縁膜表面の平坦化を行うことに
よって、平坦化に必要な工程を簡略化し、(2)絶縁膜
の吸水性やパーティクル発生に起因する問題を軽減し、
(3)平坦化工程に必要な消耗品のコストを抑え、かつ
迅速な平坦化を実現し、その結果、(4)高性能の半導
体素子を低コストにて製造することのできる半導体素子
の製造方法および製造装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to (1) flatten the surface of an insulating film only by a dry etching step without adding steps such as resist coating and baking. By simplifying, the steps required for planarization are simplified, and (2) problems caused by water absorption of the insulating film and generation of particles are reduced,
(3) The cost of consumables required for the flattening process is suppressed, and quick flattening is realized. As a result, (4) Manufacturing of a semiconductor element capable of manufacturing a high-performance semiconductor element at low cost A method and a manufacturing apparatus are provided.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、基板を保持するステージと、高密度のガスを供給
するガス供給手段と、該高密度のガスを排気するガス排
気手段と、高周波電源と、互いに対向して配置される一
対の電極とを有するプラズマ生成手段と、生成されたプ
ラズマのうち、該基板表面と化学反応するラジカルを該
基板表面に沿う方向に移送する移送手段とを備えてお
り、該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として
回転する円筒型回転体であって、該円筒型回転体が該プ
ラズマ生成手段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ
生成手段の他方の電極は、該一方の電極とによって、該
基板から離れた位置において、該プラズマが生成される
ように、該ステージとは別に配置されており、該一対の
電極によって生成される該プラズマ中の該ラジカルが、
該円筒型回転体の回転によって、該ステージ上の該基板
に移送され、さらに、該ラジカルが、該円筒型回転体の
回転によって、該基板表面に沿う方向に移送される。
A plasma processing apparatus of the present invention comprises a stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, and a high frequency wave. A plasma generating means having a power source and a pair of electrodes arranged to face each other; and a transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The transfer means is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate, and the cylindrical rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means. The other electrode of the generating means is arranged separately from the stage so that the plasma is generated at a position apart from the substrate by the one electrode, and the other electrode is generated by the pair of electrodes. The radicals in the plasma is that,
By the rotation of the cylindrical rotary member, the radicals are transferred to the substrate on the stage, and further, the radicals are transferred in the direction along the substrate surface by the rotation of the cylindrical rotary member.

【0012】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転する円筒
型回転体であって、該円筒型回転体が該プラズマ生成手
段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ生成手段の他
方の電極は、該一方の電極とによって、該基板から離れ
た位置において該プラズマが生成されるように、該ステ
ージとは別に配置されており、該一対の電極によって生
成される該プラズマ中の該ラジカルが、該円筒型回転体
の回転によって、該ステージ上の該基板に移送され、さ
らに、該ラジカルが、該円筒型回転体の回転によって、
該基板表面に沿う方向に移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding the substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals chemically reacting with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transfer means being a cylindrical type rotating about an axis parallel to the surface of the substrate. In the rotating body, the cylindrical rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is separated from the substrate by the one electrode. The The radicals in the plasma, which are arranged separately from the stage so that a zuma is generated, in the plasma generated by the pair of electrodes are transferred to the substrate on the stage by the rotation of the cylindrical rotor. And the radicals are transferred by the rotation of the cylindrical rotor.
Transferred in a direction along the surface of the substrate.

【0013】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
を保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供
給手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転する円筒
型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有した中空
円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プラズマ生
成手段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ生成手段
の他方の電極は、該円筒型回転体の外部に、その円筒面
に対向して配置されており、該高密度のガスが、該円筒
型回転体の内部から該円筒面の孔を通して外部に導か
れ、該円筒型回転体の外部においてガスが導入された領
域のうち、該一対の電極間に該プラズマが生成され、該
円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に
該プラズマ中の該ラジカルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention includes a stage for holding the substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, and a gas exhaust means for exhausting the high density gas.
Plasma generating means having a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other; transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The transfer means is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the substrate surface, and has a hollow cylindrical shape having a large number of holes in its cylindrical surface, and The mold rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is arranged outside the cylindrical rotating body so as to face its cylindrical surface, A gas having a density is guided to the outside from the inside of the cylindrical rotor through the holes of the cylindrical surface, and the plasma is generated between the pair of electrodes in a region where the gas is introduced outside the cylindrical rotor. Generated, rotation of the cylindrical rotor Thus, the radicals in the plasma is transported in the direction along the substrate surface.

【0014】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転する円筒
型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有した中空
円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プラズマ生
成手段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ生成手段
の他方の電極は、該円筒型回転体の外部に、その円筒面
に対向して配置されており、該高密度のガスが、該円筒
型回転体の内部から該円筒面の孔を通して外部に導か
れ、該円筒型回転体の外部においてガスが導入された領
域のうち、該一対の電極間に該プラズマが生成され、該
円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に
該プラズマ中の該ラジカルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding the substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals chemically reacting with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transfer means being a cylindrical type rotating about an axis parallel to the surface of the substrate. The rotating body has a hollow cylindrical shape having a large number of holes on its cylindrical surface, and the cylindrical rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other of the plasma generating means is The electrode is The cylinder-shaped rotating body is disposed outside the cylindrical rotating body so as to face the cylindrical surface, and the high-density gas is guided from the inside of the cylindrical rotating body to the outside through the holes of the cylindrical surface, and the cylindrical rotating body is rotated. The plasma is generated between the pair of electrodes in the region where the gas is introduced outside the body, and the radicals in the plasma are transferred in the direction along the substrate surface by the rotation of the cylindrical rotating body. It

【0015】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
を保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供
給手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転する円筒
型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有した中空
円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プラズマ生
成手段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ生成手段
の他方の電極は、該円筒型回転体の内部に、該円筒型回
転体と同軸に配置された内部円筒体によって構成されて
おり、該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成
される該プラズマ中の該ラジカルが、該円筒型回転体の
円筒面に形成された孔を通して外部に導かれ、該円筒型
回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に該ラジ
カルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention comprises a stage for holding the substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, and a gas exhaust means for exhausting the high density gas.
Plasma generating means having a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other; transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The transfer means is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the substrate surface, and has a hollow cylindrical shape having a large number of holes in its cylindrical surface, and The mold rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is an internal cylindrical body disposed inside the cylindrical rotating body and coaxial with the cylindrical rotating body. And the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means are guided to the outside through a hole formed in the cylindrical surface of the cylindrical rotating body to rotate the cylindrical rotating body. Due to the rotation of the body Te, the radical is transferred in the direction along the substrate surface.

【0016】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転する円筒
型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有した中空
円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プラズマ生
成手段の一方の電極を兼ねており、該プラズマ生成手段
の他方の電極は、該円筒型回転体の内部に、該円筒型回
転体と同軸に配置された内部円筒体によって構成されて
おり、該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成
される該プラズマ中の該ラジカルが、該円筒型回転体の
円筒面に形成された孔を通して外部に導かれ、該円筒型
回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に該ラジ
カルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, and the apparatus includes a stage for holding the substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals chemically reacting with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transfer means being a cylindrical type rotating about an axis parallel to the surface of the substrate. The rotating body has a hollow cylindrical shape having a large number of holes on its cylindrical surface, and the cylindrical rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other of the plasma generating means is The electrode is Inside the cylindrical rotary member, the internal cylindrical member is disposed coaxially with the cylindrical rotary member, and the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means are The radicals are guided to the outside through a hole formed in the cylindrical surface of the cylindrical rotating body, and the radicals are transferred in a direction along the surface of the substrate by the rotation of the cylindrical rotating body.

【0017】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
を保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供
給手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼ね、該基板
表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び該プラズマ
生成手段の他方の電極に対して相対的に回転する円盤型
回転体であって、該プラズマ生成手段の他方の電極は、
該一方の電極とによって該基板から離れた位置において
該プラズマが生成されるように、該ステージとは別に配
置されており、該一対の電極によって生成される該プラ
ズマ中の該ラジカルが、該円盤型回転体の相対的な回転
によって、該ステージ上の該基板に移送され、さらに、
該ラジカルが、該円盤型回転体の相対的な回転によっ
て、該基板表面に沿う方向に移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention comprises a stage for holding the substrate, gas supply means for supplying a high density gas, and gas exhaust means for exhausting the high density gas.
Plasma generating means having a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other; transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The transfer means also serves as one electrode of the plasma generation means, and rotates relative to the substrate surface and the other electrode of the plasma generation means about an axis perpendicular to the substrate surface. Which is a disc-shaped rotating body, wherein the other electrode of the plasma generating means is
The radicals in the plasma generated by the pair of electrodes are arranged separately from the stage so that the plasma is generated by the one electrode at a position distant from the substrate. Transferred to the substrate on the stage by relative rotation of the mold rotating body,
The radicals are transferred in the direction along the surface of the substrate by the relative rotation of the disk-shaped rotating body.

【0018】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼ね、該基板
表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び該プラズマ
生成手段の他方の電極に対して相対的に回転する円盤型
回転体であって、該プラズマ生成手段の他方の電極は、
該一方の電極とによって、該基板から離れた位置におい
て該プラズマが生成されるように、該ステージとは別に
配置されており、該一対の電極によって生成される該プ
ラズマ中の該ラジカルが、該円盤型回転体の相対的な回
転によって、該ステージ上の該基板に移送され、さら
に、該ラジカルが、該円盤型回転体の相対的な回転によ
って、該基板表面に沿う方向に移送される。前記円筒型
回転体は、接地電極である。前記円盤型回転体は、接地
電極である。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding a substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals of the plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface, the transfer means also serving as one electrode of the plasma generation means, and the substrate surface. A disk-shaped rotating body that rotates relative to the surface of the substrate and the other electrode of the plasma generating means about an axis perpendicular to, and the other electrode of the plasma generating means is
The stage is arranged separately from the stage so that the plasma is generated at a position away from the substrate by the one electrode, and the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes are By the relative rotation of the disk-shaped rotating body, it is transferred to the substrate on the stage, and further, the radicals are transferred in the direction along the surface of the substrate by the relative rotation of the disk-shaped rotating body. The cylindrical rotating body is a ground electrode. The disk-shaped rotating body is a ground electrode.

【0019】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
を保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供
給手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼ね、該基板
表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び該プラズマ
生成手段の他方の電極に対して相対的に回転して、該プ
ラズマ生成手段の該一対の電極によって生成される該プ
ラズマ中の該ラジカルを、該基板表面に沿う方向に移送
しており、該一対の電極のうち少なくともどちらかは、
該一対の電極間の相対速度が大きい部分における該一対
の電極間の距離が、該相対速度が小さい部分における該
一対の電極間の距離よりも大きくなったテーパ形状を有
している。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention comprises a stage for holding the substrate, gas supply means for supplying a high density gas, and gas exhaust means for exhausting the high density gas.
Plasma generating means having a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other; transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The transfer means also serves as one electrode of the plasma generation means, and rotates relative to the substrate surface and the other electrode of the plasma generation means about an axis perpendicular to the substrate surface. Then, the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means are transferred in a direction along the surface of the substrate, and at least one of the pair of electrodes is
The distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed between the pair of electrodes is high is larger than the distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed is low.

【0020】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該移送手
段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼ね、該基板
表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び該プラズマ
生成手段の他方の電極に対して相対的に回転して、該プ
ラズマ生成手段の該一対の電極によって生成される該プ
ラズマ中の該ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送し
ており、該一対の電極のうち少なくともどちらかは、該
一対の電極間の相対速度が大きい部分における該一対の
電極間の距離が、該相対速度が小さい部分における該一
対の電極間の距離よりも大きくなったテーパ形状を有し
ている。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding the substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals of the plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface, the transfer means also serving as one electrode of the plasma generation means, and the substrate surface. Relative to the surface of the substrate and the other electrode of the plasma generating means about an axis perpendicular to, and the radio wave in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means. Is transferred in a direction along the surface of the substrate, and in at least one of the pair of electrodes, the distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed between the pair of electrodes is large is small. It has a taper shape that is larger than the distance between the pair of electrodes in the portion.

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
を保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供
給手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該プラズ
マ生成手段の該一対の電極の一方が、該基板表面に平行
な軸を中心として回転する回転体であって、該ガス供給
手段のガス供給口および該ガス排気手段のガス排気口
が、該回転体を挟み、該回転体の回転方向であって、か
つ、該基板表面に沿う方向にガスが流れるように配置さ
れており、該回転体と、該ガス供給口および該ガス排気
口との協働によって前記移送手段が構成されて、該基板
表面に沿う方向に該ラジカルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention includes a stage for holding the substrate, gas supply means for supplying a high density gas, and gas exhaust means for exhausting the high density gas.
Plasma generating means having a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other; transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. One of the pair of electrodes of the plasma generation means is a rotating body that rotates about an axis parallel to the substrate surface, and the one of the gas supply port of the gas supply means and the gas exhaust means of the gas supply means. The gas exhaust port sandwiches the rotating body and is in the rotation direction of the rotating body.
One is arranged so that gas flows in a direction along the substrate surface, and the transfer means is configured by the cooperation of the rotating body, the gas supply port and the gas exhaust port, and The radicals are transferred along the direction.

【0024】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段と、生成されたプラズマのう
ち、該基板表面と化学反応するラジカルを該基板表面に
沿う方向に移送する移送手段とを備えており、該プラズ
マ生成手段の該一対の電極の一方が、該基板表面に平行
な軸を中心として回転する回転体であって、該ガス供給
手段のガス供給口および該ガス排気手段のガス排気口
が、該回転体を挟み、該回転体の回転方向であって、か
つ、該基板表面に平行なガスが流れるように配置されて
おり、該回転体と、該ガス供給口および該ガス排気口
の協動によって前記移送手段が構成されて、該基板表面
に沿う方向に該ラジカルが移送される。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding the substrate. A plasma generating means having a gas supplying means for supplying a high density gas, a gas exhausting means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of electrodes arranged to face each other, And a transfer means for transferring radicals of the plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface, and one of the pair of electrodes of the plasma generation means is parallel to the substrate surface. A rotating body that rotates about an axis, wherein the gas supply port of the gas supply unit and the gas exhaust port of the gas exhaust unit sandwich the rotating unit and are in the rotating direction of the rotating unit.
And is arranged so that gas parallel to the substrate surface flows , and the rotor, the gas supply port and the gas exhaust port .
The transfer means is configured by the cooperation of the above , and the radicals are transferred in the direction along the surface of the substrate.

【0025】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、該装置は、基板を
保持するステージと、高密度のガスを供給するガス供給
手段と、該高密度のガスを排気するガス排気手段と、高
周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極とを
有するプラズマ生成手段とを備え、該プラズマ生成手段
の該一対の電極は、該基板表面に平行な方向の電界が生
じるように、該基板の上方で、該基板表面に平行な方向
で対向し、該一対の電極の少なくとも一方は、該一対の
電極間で空間的に不均一な電界を発生させるように、
向する他方の電極に向かって先鋭な形状を有しており、
該一対の電極によって、該基板表面に平行で、かつ、
均一な電界を発生させ、そのことにより、該不均一な電
界に起因する空間的に局在したプラズマを発生させる。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, the apparatus including a stage for holding a substrate. A gas supply unit for supplying a high-density gas, a gas exhaust unit for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a plasma generation unit having a pair of electrodes arranged to face each other, The pair of electrodes of the plasma generating means generate an electric field in a direction parallel to the substrate surface.
In a direction parallel to the surface of the substrate above the substrate.
In opposite, the pair of electrodes at least one of, of the pair
To generate a spatially non-uniform electric field between the electrodes, it has a sharp shape toward the other opposing electrode ,
The pair of electrodes generate a non-uniform electric field parallel to the surface of the substrate, thereby generating a spatially localized plasma due to the non-uniform electric field.

【0026】また、本発明のプラズマ処理装置は、基板
上に形成された絶縁膜を平坦化する工程に使用する平坦
化工程用プラズマ処理装置であって、基板を保持するス
テージと、高密度のガスを供給するガス供給手段と、該
高密度のガスを排気するガス排気手段と、高周波電源
と、互いに対向して配置される一対の電極とを有するプ
ラズマ生成手段とを備え、該ステージは該プラズマ生成
手段の該一対の電極の一方を構成し、他方の電極は該ス
テージと対向して配置され、該一対の電極の少なくとも
どちらかは、該基板上の平坦化を行うべき領域と平坦化
を行わない領域との配置に合わせた凹凸形状を有してい
る。前記ステージが該一対の電極のうち該凹凸形状を有
する電極であり、他方の電極は、前記基板面に平行な軸
を中心として回転する円筒型回転体である。前記ステー
ジが該一対の電極のうち該凹凸形状を有する電極であ
り、他方の電極は、前記基板面に垂直な軸を中心として
回転する円盤型回転体である。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for a flattening process used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which has a stage for holding the substrate and a high density. The stage is provided with a gas supply unit for supplying gas, a gas exhaust unit for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a plasma generation unit having a pair of electrodes arranged to face each other. One of the pair of electrodes of the plasma generating means constitutes one of the electrodes, and the other electrode is arranged so as to face the stage, and at least one of the pair of electrodes is flattened with a region on the substrate to be flattened. It has a concavo-convex shape that matches the arrangement with the region where no light is applied. The stage is an electrode having the concavo-convex shape of the pair of electrodes, and the other electrode is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the substrate surface. The stage is an electrode having the concavo-convex shape among the pair of electrodes, and the other electrode is a disk-shaped rotating body that rotates around an axis perpendicular to the substrate surface.

【0027】本発明の半導体素子の製造方法は、基板上
に形成された段差部を覆うように形成された絶縁膜を平
坦化する工程を有する半導体素子の製造方法であって、
請求項2、4、6、8、12、14、16のいずれかに
記載の平坦化工程用プラズマ処理装置によって、高密度
のガス雰囲気中で、高周波電界によってプラズマを発生
させることにより該絶縁膜と化学反応するラジカルを生
成する工程と、該基板表面に平行なガス流によって該ラ
ジカルを移送し、そのことにより該絶縁膜の凸部へ該ラ
ジカルを選択的に供給する工程と、を実施する。
A method of manufacturing a semiconductor element according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor element, which has a step of flattening an insulating film formed so as to cover a step portion formed on a substrate,
The insulating film is produced by generating a plasma by a high-frequency electric field in a high-density gas atmosphere by the plasma processing apparatus for planarization process according to any one of claims 2, 4, 6, 8, 12 , 14, and 16. Performing a step of generating radicals that chemically react with the substrate, and a step of transporting the radicals by a gas flow parallel to the substrate surface, thereby selectively supplying the radicals to the convex portions of the insulating film. .

【0028】本発明の半導体素子の製造方法は、基板上
に形成された段差部を覆うように形成された絶縁膜を平
坦化する工程を有する半導体素子の製造方法であって、
請求項14に記載の平坦化工程用プラズマ処理装置によ
って、高密度のガスを該基板表面付近に集中的に供給す
る工程と、高周波電界によってプラズマを発生させて該
絶縁膜と化学反応するラジカルを生成する工程と、該ラ
ジカルを該絶縁膜に供給することにより平坦化を行う工
程と、該基板表面に生じる反応生成物を該基板表面から
排気回収する工程とを、大気開放系において実施する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of flattening an insulating film formed so as to cover a step portion formed on a substrate,
The step of supplying a high-density gas in the vicinity of the surface of the substrate in a concentrated manner by the plasma processing apparatus for the planarization step according to claim 14 , and the radicals which generate plasma by a high frequency electric field and chemically react with the insulating film. The step of generating, the step of flattening by supplying the radical to the insulating film, and the step of exhausting and recovering the reaction product generated on the substrate surface from the substrate surface are carried out in an atmosphere open system.

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】前記絶縁膜を平坦化する工程は、約1気圧
以上の高密度のガス雰囲気中において、約100MHz
以上の高周波電界を印加してプラズマを発生させること
によって行われる。
The step of flattening the insulating film is performed at about 100 MHz in a high density gas atmosphere of about 1 atm or more.
This is performed by applying the above high-frequency electric field to generate plasma.

【0033】[0033]

【0034】(作用)以下、本発明の作用について説明
する。
(Operation) The operation of the present invention will be described below.

【0035】本発明は、絶縁膜を平坦化する工程におい
て、高密度のガス雰囲気中で、高周波電界によってプラ
ズマを発生させることにより該絶縁膜と化学反応するラ
ジカルを生成するとともに、基板表面に平行なガス流に
よって該ラジカルを移送し、そのことにより該絶縁膜の
凸部へ該ラジカルを選択的に供給することにより平坦化
を行う。あるいは、高密度のガス雰囲気中において空間
的に不均一な高周波電界を生成し、該高周波電界によっ
てプラズマを局所発生させることにより、該絶縁膜と化
学反応するラジカルを生成し、そのことにより該絶縁膜
の凸部に該ラジカルを選択的に作用させることによって
平坦化を行う。
According to the present invention, in the step of flattening the insulating film, plasma is generated by a high frequency electric field in a high-density gas atmosphere to generate radicals that chemically react with the insulating film, and the radicals parallel to the substrate surface are generated. Flattening is performed by transporting the radicals by a simple gas flow and thereby selectively supplying the radicals to the convex portions of the insulating film. Alternatively, a high-frequency electric field that is spatially non-uniform in a high-density gas atmosphere is generated, and plasma is locally generated by the high-frequency electric field to generate radicals that chemically react with the insulating film. Planarization is performed by selectively acting the radicals on the convex portions of the film.

【0036】さらに、これらの平坦化工程は、大気開放
系においてなされる工程であり、高密度のガスを該基板
表面付近に集中的に供給するとともに、高周波電界によ
ってプラズマを発生させて該絶縁膜と化学反応するラジ
カルを生成し、該ラジカルを該絶縁膜に供給することに
より平坦化を行い、該基板表面に生じる反応生成物を該
基板表面から排気回収しておこなう。また、基板表面の
温度が、該基板表面に対する垂直方向における前記高密
度のガス雰囲気の温度よりも高くなる様に、該高密度の
ガス雰囲気に温度勾配を与えて平坦化を行う。
Further, these flattening steps are steps performed in an atmosphere open system, in which a high density gas is concentratedly supplied near the surface of the substrate and plasma is generated by a high frequency electric field to generate the insulating film. Radicals that chemically react with are generated, and the radicals are supplied to the insulating film for planarization, and the reaction products generated on the substrate surface are exhausted and collected from the substrate surface. Further, a temperature gradient is given to the high-density gas atmosphere so that the temperature of the surface of the substrate becomes higher than the temperature of the high-density gas atmosphere in the direction perpendicular to the surface of the substrate, thereby flattening.

【0037】あるいは、これらの平坦化工程は、約1気
圧以上の高密度のガス雰囲気中において、約100MH
z以上の高周波電界を印加してプラズマを発生させるこ
とによって行われる。
Alternatively, these flattening steps are performed at a pressure of about 100 MH in a high density gas atmosphere of about 1 atm or more.
It is performed by applying a high frequency electric field of z or more to generate plasma.

【0038】また、高密度のガスは希ガスと、前記絶縁
膜と化学反応するための反応ガスとの混合ガスを使用す
る。さらには、反応ガスは六フッ化硫黄、四フッ化メタ
ン、三フッ化メタン、六フッ化エタン、八フッ化プロパ
ン、八フッ化ブテン、十フッ化ブタンのいずれか、或い
は2種以上の混合ガスを含む。希ガスはヘリウムガスま
たはアルゴンガスが好ましい。
As the high density gas, a mixed gas of a rare gas and a reaction gas for chemically reacting with the insulating film is used. Furthermore, the reaction gas is any one of sulfur hexafluoride, tetrafluoromethane, trifluoromethane, hexafluoroethane, octafluoropropane, octafluorobutene, butane dodecafluoride, or a mixture of two or more kinds. Including gas. The rare gas is preferably helium gas or argon gas.

【0039】これを実現する平坦化工程用プラズマ処理
装置としては、基板を保持するステージと、高密度のガ
スを供給するガス供給手段と、該高密度のガスを排気す
るガス排気手段と、高周波電源と、互いに対向して配置
される一対の電極とを有するプラズマ生成手段と、生成
されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応するラジ
カルを該基板表面に相対的に移送する移送手段と、を備
える。該移送手段は、該基板表面に沿う方向に該ラジカ
ルを移送する。
As a plasma processing apparatus for a flattening process which realizes this, a stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, and a high frequency A plasma generating means having a power source and a pair of electrodes arranged so as to face each other; and a transfer means for relatively transferring, to the substrate surface, radicals that chemically react with the substrate surface in the generated plasma, Equipped with. The transfer means transfers the radical in a direction along the surface of the substrate.

【0040】その第1の構成例として、前記移送手段は
円筒型回転体であり、前記基板面に平行な軸を中心とし
て回転する。
As a first structural example thereof, the transfer means is a cylindrical rotating body, and rotates about an axis parallel to the substrate surface.

【0041】さらに、前記移送手段の前記円筒型回転体
は、円筒面に多数の孔を有した中空円筒形状であり、か
つ前記プラズマ生成手段の一対の電極の一方の電極を兼
ねており、該プラズマ生成手段の他方の電極は、該円筒
型回転体の外部に、その円筒面に対向して配置される。
前記高密度のガスは、該円筒面の孔を通して該円筒型回
転体の内部から外部に導かれ、該円筒体外部においてガ
スが導入された領域のうち、該一対の電極間に前記プラ
ズマが発生される。あるいは、前記移送手段の前記円筒
型回転体は、円筒面に多数の孔を有する中空円筒形状で
あり、該円筒型回転体の内部には、該円筒型回転体と同
軸に配置された内部円筒体が設けられ、該円筒型回転体
および該内部円筒体が前記プラズマ生成手段の一対の電
極を構成する。
Further, the cylindrical rotary member of the transfer means has a hollow cylindrical shape having a large number of holes on the cylindrical surface, and also serves as one of the pair of electrodes of the plasma generating means. The other electrode of the plasma generating means is arranged outside the cylindrical rotating body so as to face the cylindrical surface thereof.
The high-density gas is guided from the inside of the cylindrical rotating body to the outside through the holes of the cylindrical surface, and the plasma is generated between the pair of electrodes in a region where the gas is introduced outside the cylindrical body. To be done. Alternatively, the cylindrical rotating body of the transfer means is a hollow cylindrical shape having a large number of holes in a cylindrical surface, and an inner cylinder arranged coaxially with the cylindrical rotating body inside the cylindrical rotating body. A body is provided, and the cylindrical rotating body and the inner cylindrical body form a pair of electrodes of the plasma generating means.

【0042】また、第2の構成例として、前記移送手段
は、前記基板面に対向して配置され、該基板面に垂直な
軸を中心として回転する円盤型回転体である。さらに、
前記移送手段の前記円筒型あるいは円盤型回転体は、前
記プラズマ生成手段の一対の電極の一方の電極を兼ね
る。
As a second configuration example, the transfer means is a disk type rotating body which is arranged so as to face the substrate surface and rotates about an axis perpendicular to the substrate surface. further,
The cylindrical or disk-shaped rotating body of the transfer means also serves as one of the pair of electrodes of the plasma generating means.

【0043】第1及び第2の構成例において、前記ステ
ージは、前記プラズマ生成手段の他方の電極を構成し、
該プラズマ生成手段は、少なくとも前記基板面と対向す
る領域にプラズマを形成する。第1及び第2の構成例に
おいて、前記円筒型あるいは円盤型回転体は、接地電極
として構成される。
In the first and second configuration examples, the stage constitutes the other electrode of the plasma generating means,
The plasma generating means forms plasma in at least a region facing the substrate surface. In the first and second configuration examples, the cylindrical or disc type rotating body is configured as a ground electrode.

【0044】また、第3の構成例として、前記ステージ
は、前記基板に垂直な軸に対して回転可能であり、かつ
前記移送手段を兼ねている。
As a third configuration example, the stage is rotatable about an axis vertical to the substrate and also serves as the transfer means.

【0045】前記プラズマ生成手段の前記一対の電極
は、該一対の電極のうちの少なくとも一方が前記基板に
垂直な軸を中心として回転するときに、該電極間の相対
速度が大きい部分の電極間距離が、該相対速度が小さい
部分の電極間距離よりも大きくなるように、少なくとも
その一方がテーパ形状を有するように構成される。
The pair of electrodes of the plasma generating means are arranged between electrodes in a portion where a relative speed between the electrodes is large when at least one of the pair of electrodes rotates about an axis perpendicular to the substrate. At least one of them has a tapered shape so that the distance becomes larger than the inter-electrode distance of the portion where the relative speed is small.

【0046】また、第4の構成例として、前記ガス供給
手段のガス供給口および前記ガス排気手段のガス排気口
が、前記基板面に平行なガス流を形成するように配置さ
れており、該ガス供給口および該ガス排気口が前記移送
手段を構成する。
As a fourth configuration example, the gas supply port of the gas supply unit and the gas exhaust port of the gas exhaust unit are arranged so as to form a gas flow parallel to the substrate surface. The gas supply port and the gas exhaust port constitute the transfer means.

【0047】あるいは、前記プラズマ生成手段の一方の
電極は、前記基板面に平行な軸を中心として回転する円
筒型回転体であって、円筒面表面に微小突起が配列され
た円筒回転体、および該基板面に垂直な軸を中心として
回転する円盤型回転体であって、該基板に対向する表面
に微小突起が配列された円盤型回転体のいずれかであ
り、前記ステージは、該プラズマ生成手段の他方の電極
を構成する。
Alternatively, one of the electrodes of the plasma generating means is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate, and a cylindrical rotating body having minute projections arranged on the surface of the cylindrical surface, and A disc type rotating body that rotates about an axis perpendicular to the substrate surface, in which microscopic protrusions are arranged on a surface facing the substrate, and the stage is configured to generate the plasma. It constitutes the other electrode of the means.

【0048】あるいは、基板を平坦化する平坦化工程用
プラズマ処理装置は、該基板を保持するステージと、高
密度のガスを供給するガス供給手段と、該高密度のガス
を排気するガス排気手段と、高周波電源と、互いに対向
して配置される一対の電極とを有するプラズマ生成手段
と、を備えており、該一対の電極の少なくとも一方の電
極は、不均一な電界を発生させる形状を有している。
Alternatively, the plasma processing apparatus for the flattening step for flattening the substrate includes a stage for holding the substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, and a gas exhaust means for exhausting the high density gas. And a plasma generating means having a high frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other, at least one of the pair of electrodes having a shape for generating a non-uniform electric field. is doing.

【0049】その1つの構成例として、前記プラズマ生
成手段の前記一対の電極は、前記基板の上方に配置さ
れ、該一対の電極の少なくとも一方は、対向する他方の
電極に向かって先鋭な形状を有し、そのことにより、前
記不均一電界に起因する空間的に局在したプラズマを発
生させる。
As one configuration example thereof, the pair of electrodes of the plasma generating means are disposed above the substrate, and at least one of the pair of electrodes has a sharp shape toward the other electrode facing the other. And thereby generate a spatially localized plasma due to the non-uniform electric field.

【0050】あるいは、平坦化工程用プラズマ処理装置
は、大気開放系において、基板上に形成された絶縁膜を
平坦化する工程に使用する該基板を保持するステージ
と、高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電
極とを有するプラズマ生成手段と、を備える。さらに、
高密度のガスを該基板面付近に集中的に供給するガス供
給手段と、該基板面付近の大気および反応生成物を集中
的に排気するガス排気手段と、を該基板表面直近に備え
ており、そのことにより、大気中でプラズマを発生させ
て平坦化を行う。
Alternatively, in the plasma processing apparatus for the flattening step, the stage for holding the substrate used in the step of flattening the insulating film formed on the substrate and the high frequency power source are opposed to each other in the atmosphere open system. Plasma generating means having a pair of electrodes that are arranged in a pair. further,
A gas supply means for intensively supplying a high-density gas near the surface of the substrate and a gas exhaust means for intensively exhausting the atmosphere and reaction products near the surface of the substrate are provided near the surface of the substrate. As a result, plasma is generated in the atmosphere to perform flattening.

【0051】あるいは、基板を保持するステージと、高
密度のガスを供給するガス供給手段と、該高密度のガス
を排気するガス排気手段と、高周波電源と、互いに対向
して配置される一対の電極とを有するプラズマ生成手段
と、を備える。該ステージは該プラズマ生成手段の該一
対の電極の一方を構成し、他方の電極は該ステージと対
向して配置され、該一対の電極の少なくともどちらか
は、該基板上の平坦化を行う領域と平坦化を行わない領
域との配置に合わせた凹凸形状を有している。
Alternatively, a stage for holding the substrate, a gas supply means for supplying a high-density gas, a gas exhaust means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of gas supply means arranged to face each other. Plasma generating means having an electrode. The stage constitutes one of the pair of electrodes of the plasma generating means, the other electrode is arranged to face the stage, and at least one of the pair of electrodes is an area for planarizing the substrate. And has a concavo-convex shape according to the arrangement of the non-planarized region.

【0052】その1つの構成例として、前記ステージは
前記一対の電極のうち前記凹凸形状を有する電極であ
り、他方の電極は、前記基板面に平行な軸を中心として
回転する円筒型回転体である。
As one configuration example thereof, the stage is an electrode having the uneven shape among the pair of electrodes, and the other electrode is a cylindrical rotating body which rotates about an axis parallel to the substrate surface. is there.

【0053】もう1つの構成例として、前記ステージは
前記一対の電極のうち前記凹凸形状を有する電極であ
り、他方の電極は、前記基板面に垂直な軸を中心として
回転する円盤型回転体である。
As another configuration example, the stage is an electrode having the uneven shape of the pair of electrodes, and the other electrode is a disk-shaped rotating body that rotates about an axis perpendicular to the substrate surface. is there.

【0054】本発明は、例えば、ロジックLSIやDR
AMなどの多層構造を有する半導体素子において、層間
絶縁膜を平坦化する工程を含む半導体素子の製造方法、
および層間絶縁膜を平坦化するための処理装置として好
適である。
The present invention is, for example, a logic LSI or a DR.
In a semiconductor device having a multi-layer structure such as AM, a method of manufacturing a semiconductor device, including a step of flattening an interlayer insulating film,
It is also suitable as a processing device for flattening the interlayer insulating film.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】本発明による半導体素子の製造方
法における平坦化工程は、反応ガスに基づくプラズマを
発生させ、このプラズマを被加工物と作用させることに
よってエッチングを行うプラズマエッチングを用いてい
る。このエッチンング処理によって凹凸形状を有する被
加工物の平坦化を行う。また、この平坦化工程は、本発
明のプラズマエッチング処理装置を用いて実行される。
以下、図面を参照しながら本発明を実施の形態によって
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The flattening step in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention uses plasma etching in which plasma is generated based on a reaction gas and etching is performed by causing the plasma to interact with a workpiece. . By this etching process, the workpiece having an uneven shape is flattened. Further, this flattening step is executed by using the plasma etching processing apparatus of the present invention.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings by the embodiments.

【0056】まず、プラズマエッチング処理を用いた、
絶縁膜などの被加工物の平坦化工程の原理を説明する。
プラズマエッチング自体に、凹凸形状の凸部のみを選択
的にエッチングする平坦化能力を付与することは、発生
するプラズマを選択的にエッチングすべき領域に局在さ
せることによってある程度可能となる。すなわち、プラ
ズマを局在させることにより、被加工物と化学反応する
ラジカルまたは荷電粒子が局在するようになる。従っ
て、図1に示すように、少なくとも被加工物2の表面上
部にプラズマ1を局在させ、プラズマ1を被加工物2の
凹凸形状の凸部2aに選択的に作用させることにより、
凸部2aが選択的にエッチングされ、平坦な面を得るこ
とができる。
First, a plasma etching process was used.
The principle of the flattening process of a work such as an insulating film will be described.
To the plasma etching itself, it is possible to impart a flattening ability to selectively etch only the convex and concave portions by locally arranging generated plasma in a region to be selectively etched. That is, by localizing the plasma, radicals or charged particles that chemically react with the workpiece become localized. Therefore, as shown in FIG. 1, by localizing the plasma 1 at least on the upper surface of the work piece 2 and selectively causing the plasma 1 to act on the uneven projections 2 a of the work piece 2,
The convex portion 2a is selectively etched, and a flat surface can be obtained.

【0057】局在したプラズマを発生させることは、高
密度のガス雰囲気中で高周波電界を形成することによっ
て可能である。例えば、高密度ガス雰囲気中で高周波電
界を用いて局在したプラズマを発生させ、化学的な加工
を行う装置は、特開平4−128393号公報や精密工
学会誌57/1/1991(P.36)などに開示され
ており、Siの平面加工例も示されている。
It is possible to generate a localized plasma by forming a high frequency electric field in a high density gas atmosphere. For example, an apparatus for generating localized plasma by using a high-frequency electric field in a high-density gas atmosphere and performing chemical processing is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-128393 and Journal of Precision Engineering 57/1/1991 (P.36). ), Etc., and an example of planar processing of Si is also shown.

【0058】高密度のガス雰囲気中で高周波電界(例え
ば、約100MHz以上)によってプラズマを発生させ
ると、プラズマ中の荷電粒子を微小領域に捕捉すること
ができる。プラズマは、荷電粒子と他の粒子との衝突に
よる電離、あるいは励起作用によって維持されるため、
荷電粒子を微小領域に捕捉することにより、空間的に局
在したプラズマ領域を形成することが可能となる。プラ
ズマによって生成されるラジカルは電気的に中性であり
プラズマ領域外に拡散できるが、ガス雰囲気の密度が高
い場合、拡散したラジカルは、その他の粒子と直ちに衝
突を繰り返してエネルギーを失い、不活性となるため、
ラジカルの存在領域もプラズマ領域近傍に局在する。な
お、温度と体積が一定のもとでは、ガス雰囲気の密度が
高いことは、圧力が高いことと等価である。
When plasma is generated by a high frequency electric field (eg, about 100 MHz or more) in a high density gas atmosphere, charged particles in the plasma can be captured in a minute area. Plasma is maintained by ionization due to collision between charged particles and other particles, or by excitation,
By trapping the charged particles in a minute area, a spatially localized plasma area can be formed. The radicals generated by the plasma are electrically neutral and can diffuse out of the plasma region, but when the density of the gas atmosphere is high, the diffused radicals immediately collide with other particles to lose energy and become inactive. Therefore,
The region where radicals exist is also localized near the plasma region. Note that, under a constant temperature and volume, the high density of the gas atmosphere is equivalent to the high pressure.

【0059】また、プラズマエッチングによって加工を
行う場合には、ハロゲンガス等、被加工物と化学反応を
起こしやすい反応ガスを供給し、この反応ガスに基づく
プラズマを発生させる必要がある。しかし、上記のよう
な高密度ガス雰囲気下においては、反応ガスのみを供給
して、プラズマを発生、維持することは難しい。このた
め、反応ガスと、プラズマを安定して維持することが比
較的容易な希ガスとを混合して用いる。また、まず希ガ
スのみを導入し、希ガスに基づくプラズマを発生、維持
させた状態とし、次に、反応ガスを導入して反応ガスに
基づくプラズマを発生させるといった手法によって、反
応ガスに基づくプラズマを安定に発生、維持することも
できる。
Further, when processing is performed by plasma etching, it is necessary to supply a reaction gas such as a halogen gas, which easily causes a chemical reaction with the object to be processed, and generate plasma based on this reaction gas. However, under the high-density gas atmosphere as described above, it is difficult to generate and maintain plasma by supplying only the reaction gas. For this reason, the reactive gas and the rare gas, which is relatively easy to stably maintain the plasma, are mixed and used. In addition, by introducing only the rare gas, the plasma based on the rare gas is generated and maintained, and then the reaction gas is introduced to generate the plasma based on the reaction gas. Can be stably generated and maintained.

【0060】以上がプラズマを局在させるための方法、
およびその原理である。このようにして発生した、局在
したプラズマ領域を利用すれば、いわゆるドライエッチ
ング技術に属しながらも、エッチング処理自体に、被加
工物の凹凸の凸部のみを選択的に加工する平坦化能力を
付与することが可能である。
The above is the method for localizing the plasma,
And its principle. If the localized plasma region generated in this way is used, the etching process itself has a flattening ability to selectively process only the convex and concave portions of the unevenness of the workpiece while belonging to the so-called dry etching technique. It is possible to give.

【0061】また、プラズマ中の荷電粒子は高周波電界
によって振動運動しているため、この荷電粒子が被加工
物と衝突することによって、被加工物に損傷を与える場
合がある。このような損傷が問題となる被加工物に対し
ては、荷電粒子が衝突せずに、荷電粒子の捕捉領域から
拡散するラジ力ルが主に作用するように、プラズマ領域
と被加工物との距離を設定することも可能である。
Further, since the charged particles in the plasma are oscillating by the high frequency electric field, the charged particles may damage the work piece due to collision with the work piece. For a work piece in which such damage is a problem, the plasma area and the work piece are treated so that the radial force that diffuses from the trapped area of the charged particles mainly acts without collision of the charged particles. It is also possible to set the distance.

【0062】しかしながら、本発明における用途であ
る、半導体素子の製造工程における微小段差(例えば、
回路導体層やメモリセル上に形成された絶縁膜など)を
平坦化するためには、削り代の小さい状況での平坦化が
可能な、Siウエハのポリッシングよりもさらに高い平
坦化能力が要求される。
However, a minute step (for example, in the manufacturing process of a semiconductor element, which is an application of the present invention,
In order to planarize a circuit conductor layer or an insulating film formed on a memory cell), it is required to have a planarization ability higher than that of the polishing of a Si wafer, which is capable of planarization in a situation where the machining allowance is small. It

【0063】そこで、本発明においては、局在したプラ
ズマを発生するだけでなく、半導体素子基板表面に平行
なガス流によってラジカルを移送し、絶縁膜などの被加
工物の凸部へ選択的にラジカルを供給することにより平
坦化を行う。または、高周波電界を空間的に不均一に生
成することによって、被加工物に対してプラズマをより
微少領域に局在させ、これに伴って局在化した被加工物
と化学反応するラジカルを、被加工物の凸部に選択的に
作用させることによって平坦化を行う。
Therefore, in the present invention, not only the localized plasma is generated, but also the radicals are transferred by the gas flow parallel to the surface of the semiconductor element substrate and selectively to the convex portion of the workpiece such as the insulating film. Planarization is performed by supplying radicals. Alternatively, by generating a high-frequency electric field spatially non-uniformly, plasma is localized in a finer area with respect to the work piece, and radicals that chemically react with the localized work piece are generated. Flattening is performed by selectively acting on the convex portions of the work piece.

【0064】ガス流がない場合には、局在したプラズマ
によって生成されたラジカルは等方的に拡散するが、半
導体素子基板表面に平行なガス流を用いることにより、
ラジカルは主にガス流の方向に輸送される。基板面に沿
う方向にのみラジカルが輸送される場合、ラジカルは基
板面の凹凸形状の凸部に選択的に作用することとなる。
このように、半導体基板面に平行な方向にラジカルを移
送することにより、平坦化能力をさらに向上することが
できる。
When there is no gas flow, radicals generated by localized plasma are isotropically diffused, but by using a gas flow parallel to the semiconductor element substrate surface,
Radicals are mainly transported in the direction of gas flow. When the radicals are transported only in the direction along the surface of the substrate, the radicals selectively act on the uneven convex portions on the surface of the substrate.
Thus, by transporting radicals in the direction parallel to the semiconductor substrate surface, the planarization ability can be further improved.

【0065】また、従来、半導体素子製造工程における
プラズマエッチングにおいては、基板面(あるいはウエ
ハ)全体を均一に処理することが重視される。従って、
従来のプラズマエッチング工程においては、均一な電界
下において均一なプラズマを発生することが重要であっ
た。上でも述べたように、従来、プラズマエッチング自
体に、平坦化能力を付与したものはない。しかし、本発
明の意図する用途のように、プラズマエッチングによっ
て半導体素子の微小段差を平坦化する場合においては、
プラズマを局在させる必要がある。さらに平坦化能力を
向上させるために、本発明では、不均一な電界を発生さ
せる。不均一な電界においては、電界強度の強い部分に
のみプラズマが選択的に発生する。従って、電界分布を
制御することによって、より具体的には電極形状を被加
工物に対して最適化することによって、プラズマをより
局在させることが可能である。このようにして、半導体
素子の平坦化工程においてプラズマエッチング自体の平
坦化能力をさらに向上させることが可能である。
Further, conventionally, in plasma etching in a semiconductor element manufacturing process, it is important to uniformly process the entire substrate surface (or wafer). Therefore,
In the conventional plasma etching process, it was important to generate a uniform plasma under a uniform electric field. As described above, conventionally, no plasma etching itself has been provided with a planarizing ability. However, as in the intended use of the present invention, in the case of flattening a minute step of a semiconductor element by plasma etching,
The plasma needs to be localized. In order to further improve the flattening ability, a non-uniform electric field is generated in the present invention. In a non-uniform electric field, plasma is selectively generated only in a portion having a strong electric field strength. Therefore, by controlling the electric field distribution, more specifically, by optimizing the electrode shape with respect to the workpiece, the plasma can be more localized. In this way, it is possible to further improve the flattening ability of the plasma etching itself in the step of flattening the semiconductor element.

【0066】また、プラズマを発生させる条件として、
荷電粒子を微小領域に捕捉すること、およびラジカルの
好ましくない拡散を防ぐことのできる条件が望ましい。
前者は高周波電界の周波数を上げることによって可能で
あり、後者はラジカルと他の粒子との衝突確率を高める
ために、プラズマ発生時の圧力(即ちガス密度)を上げ
ることによって可能となる。望ましい条件としては、ま
ず第1に、高周波電界が100MHz以上の高周波電界
であること、第2に、ガス雰囲気が、略1気圧以上であ
ること、である。なお、ガス雰囲気を略1気圧としてい
るため、本発明による製造方法に使用されるプラズマ処
理装置においては、従来のドライエッチング装置で必要
な、真空を維持する機能が不要となり、安価なプラズマ
処理装置を実現できる。そして該装置を使用して製造さ
れる半導体素子も低コストに製造可能となる。
As conditions for generating plasma,
Conditions that can trap the charged particles in a minute region and prevent undesired diffusion of radicals are desirable.
The former is possible by increasing the frequency of the high-frequency electric field, and the latter is possible by increasing the pressure (that is, gas density) at the time of plasma generation in order to increase the probability of collision of radicals with other particles. Desirable conditions are firstly that the high frequency electric field is a high frequency electric field of 100 MHz or higher, and secondly that the gas atmosphere is approximately 1 atm or higher. Since the gas atmosphere is set to approximately 1 atm, the plasma processing apparatus used in the manufacturing method according to the present invention does not require the function of maintaining the vacuum, which is required in the conventional dry etching apparatus, and thus the plasma processing apparatus is inexpensive. Can be realized. Also, a semiconductor element manufactured by using the device can be manufactured at low cost.

【0067】本発明における被加工物は絶縁膜であり、
より具体的には、SiO2およびそれに類する材料から
なる。従って、被加工物と化学反応を起こしやすい反応
ガスとして、六フッ化硫黄、四フッ化メタン、三フッ化
メタン、六フッ化エタン、八フッ化プロパン、八フッ化
ブテン、十フッ化ブタンのいずれか、或いは2種以上の
混合ガスを含むことによって加工が可能である。また、
反応ガスと混合する希ガスとしては、例えばプラズマを
容易に発生できるヘリウムガス等の希ガスを用いれば良
い。
The object to be processed in the present invention is an insulating film,
More specifically, it is made of SiO 2 and similar materials. Therefore, as reaction gas that easily causes a chemical reaction with the workpiece, sulfur hexafluoride, tetrafluoromethane, trifluoride methane, hexafluoroethane, octafluoropropane, octafluorobutene, butane dodecafluoride are used. Processing is possible by including any one or a mixed gas of two or more kinds. Also,
As the rare gas mixed with the reaction gas, for example, a rare gas such as helium gas that can easily generate plasma may be used.

【0068】なお、ラジカルの望ましくない拡散を防止
し、ラジカル領域を制御する手法として、さらに、原
子半径の大きい希ガス、例えばアルゴンガスを用いるこ
と、ラジカルの拡散領域に所定の温度勾配を与えるこ
とも効果的である。すなわち、希ガスとして原子半径の
大きいアルゴンガスを用いることにより、ラジカルは希
ガスと衝突する確率が大きくなり、ラジカルの不所望な
拡散を防止できる。また、例えば、基板温度を上げる、
または、雰囲気温度を下げることによって、ラジカルの
拡散領域に温度勾配を与えることができる。これによっ
て、基板表面付近の粒子が拡散する。すなわち、熱拡散
が起る。これはプラズマ領域から基板へ向けてのラジカ
ルの拡散と逆方向の拡散である。したがって、基板付近
において基板へ向けてのラジカルの拡散は抑制され、ラ
ジカル領域を、プラズマ領域と基板表面との間の所定の
領域に、より局在させることが可能となる。
As a method for preventing undesired diffusion of radicals and controlling the radical region, a rare gas having a large atomic radius, for example, an argon gas is used, and a predetermined temperature gradient is given to the radical diffusion region. Is also effective. That is, the use of argon gas having a large atomic radius as the rare gas increases the probability that the radicals collide with the rare gas, and prevents the radicals from undesirably diffusing. Also, for example, raising the substrate temperature,
Alternatively, a temperature gradient can be applied to the radical diffusion region by lowering the ambient temperature. This causes the particles near the substrate surface to diffuse. That is, thermal diffusion occurs. This is the opposite diffusion of radicals from the plasma region to the substrate. Therefore, the diffusion of radicals toward the substrate is suppressed in the vicinity of the substrate, and the radical region can be more localized in a predetermined region between the plasma region and the substrate surface.

【0069】また、大気に開放された系でプラズマ処理
を行う場合、真空を維持する機能が不要となる上に、反
応容器が必要ないため、ステージへの半導体素子基板の
取り付けや移動などが容易になり、プラズマ処理装置の
操作が簡便になる。しかしながら、大気開放系において
は、高密度のガス雰囲気中に容易に大気が混入し、プラ
ズマを安定して発生させることが難しい。また、反応生
成物が大気中に拡散し、作業環境が汚染されるという問
題も生じる。そこで、本発明によれば、大気中で高密度
のガスの導入にあたり、高密度のガスを基板面付近に集
中的に供給するガス供給手段と、基板面付近の大気およ
び反応生成物を集中的に排気するガス排気手段とを設け
る。これらのガス供給・排気手段により、プラズマを発
生させるために必要なガスを基板面付近に十分導入で
き、かつ反応生成物を排気できるので、大気中で簡便に
平坦化工程を行うことが可能となる。
Further, when performing plasma processing in a system open to the atmosphere, the function of maintaining a vacuum is not required and a reaction vessel is not required, so that mounting or moving of the semiconductor element substrate on the stage is easy. Therefore, the operation of the plasma processing apparatus becomes simple. However, in an open air system, the atmosphere is easily mixed into a high-density gas atmosphere, and it is difficult to stably generate plasma. There is also a problem that the reaction product is diffused into the atmosphere and the working environment is polluted. Therefore, according to the present invention, when introducing a high-density gas in the atmosphere, a gas supply means for intensively supplying the high-density gas near the substrate surface and the atmosphere and the reaction products near the substrate surface are concentrated. And a gas exhaust means for exhausting the gas. With these gas supply / exhaust means, the gas necessary for generating plasma can be sufficiently introduced near the substrate surface, and the reaction products can be exhausted, so that the planarization process can be easily performed in the atmosphere. Become.

【0070】以下、上述のプラズマエッチング処理工程
によって半導体素子の平坦化を実現する平坦化工程用プ
ラズマ処理装置について説明する。
The plasma processing apparatus for the flattening step, which realizes the flattening of the semiconductor element by the above plasma etching process, will be described below.

【0071】本発明による平坦化工程用プラズマ処理装
置は、その基本的な構成として、被加工物である半導体
素子基板を保持するステージと、高密度のガスを供給・
排気するガス供給手段およびガス排気手段と、プラズマ
生成手段と、プラズマによって生成されたラジカルを移
送する移送手段とを備えている。プラズマ生成手段は、
高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有し、移送手段は基板面に沿う方向にラジカルを移送
するように構成されている。
The plasma processing apparatus for flattening process according to the present invention has, as its basic constitution, a stage for holding a semiconductor element substrate which is a workpiece and a high-density gas supply / supply stage.
It is provided with a gas supply unit for exhausting gas and a gas exhaust unit, a plasma generation unit, and a transfer unit for transferring radicals generated by plasma. The plasma generating means is
It has a high-frequency power source and a pair of electrodes arranged to face each other, and the transfer means is configured to transfer radicals in a direction along the substrate surface.

【0072】[0072]

【実施例】【Example】

(実施例1)図2は、第1の実施例における平坦化工程
用プラズマ処理装置100の構成を模式的に示してい
る。図2に示すように、プラズマ処理装置100は、基
板3を保持するステージ4、基板3に対向して配置さ
れ、基板面と平行な軸を中心として回転する機能を有す
る円筒型回転体5、および円筒型回転体5の円筒面に相
対するように配置された電極7を備えている。そして、
円筒型回転体5および電極7とがプラズマ生成手段の一
対の電極40を構成する。電極は、高周波電源41に接
続されている。高周波電源41は、例えば、100MH
z以上の高周波電力を供給する。
(Embodiment 1) FIG. 2 schematically shows the configuration of a plasma processing apparatus 100 for a flattening process in the first embodiment. As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus 100 includes a stage 4 that holds the substrate 3, a cylindrical rotating body 5 that is disposed so as to face the substrate 3 and that rotates about an axis parallel to the substrate surface. And an electrode 7 arranged so as to face the cylindrical surface of the cylindrical rotating body 5. And
The cylindrical rotating body 5 and the electrode 7 form a pair of electrodes 40 of the plasma generating means. The electrodes are connected to the high frequency power supply 41. The high frequency power supply 41 is, for example, 100 MH
Supply high frequency power of z or higher.

【0073】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により、電極40(円筒型回転体5
および電極7)間に高密度のガス雰囲気が形成される。
高周波電源41により、電極40間に高周波電界を印加
することによってプラズマ6が発生する。なお、プラズ
マ処理装置100を、図示しない反応容器の中に配置す
る場合には、ガス供給手段およびガス排気手段により、
反応容器内全域に高密度のガス雰囲気を形成すればよ
い。
Then, the electrode 40 (cylindrical rotary member 5) is provided by the gas supply means and the gas exhaust means (both not shown).
And a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes 7).
A plasma 6 is generated by applying a high frequency electric field between the electrodes 40 by the high frequency power supply 41. When the plasma processing apparatus 100 is arranged in a reaction container (not shown), the gas supply means and the gas exhaust means
A high-density gas atmosphere may be formed throughout the reaction vessel.

【0074】円筒型回転体5が図示しない回転駆動系に
より回転することによって、円筒型回転体5の外周面付
近に、回転の周方向(図2において矢印42で示されて
いる)に沿ったガスの流れが形成される。このガスの流
れは、基板面付近では、基板面に沿う方向になる。この
ガスの流れによって、プラズマ発生領域6中のラジカル
は基板面近傍へ移送され、かつ、移送される方向は基板
面近傍において、基板面に沿う方向である。つまり、円
筒型回転体5は、電極40間で発生したラジカルを移送
する移送手段でもある。
By rotating the cylindrical rotary member 5 by a rotary drive system (not shown), the cylindrical rotary member 5 is rotated in the vicinity of the outer peripheral surface of the cylindrical rotary member 5 along the circumferential direction of rotation (indicated by the arrow 42 in FIG. 2). A gas stream is formed. This gas flow is in the direction along the substrate surface near the substrate surface. The radicals in the plasma generation region 6 are transferred to the vicinity of the substrate surface by this gas flow, and the transfer direction is in the vicinity of the substrate surface and along the substrate surface. That is, the cylindrical rotating body 5 is also a transfer unit that transfers radicals generated between the electrodes 40.

【0075】そして、移送されたラジカルが基板3上の
絶縁膜の凸部に作用するように、円筒型回転体5と基板
3との間隔を所定の好ましい距離に保ち、基板3をプラ
ズマエッチング処理することによって、絶縁膜の平坦化
を行う。
Then, the distance between the cylindrical rotary member 5 and the substrate 3 is kept at a predetermined preferable distance so that the transferred radicals act on the convex portions of the insulating film on the substrate 3, and the substrate 3 is subjected to the plasma etching process. By doing so, the insulating film is flattened.

【0076】また、円筒回転体5が固定した回転軸を中
心として回転している状態で、ステージ4が、基板3を
保持しつつ、矢印8のごとく基板面に平行な方向に移動
することにより、基板3の全面にわたっての平坦化が可
能である。なお、ステージ4を固定しておき、逆に円筒
型回転体5および電極7を基板面に対して基板面と平行
方向に走査することによっても、同様に基板3全面にわ
たっての平坦化が可能である。
Further, while the cylindrical rotating body 5 is rotating around the fixed rotation axis, the stage 4 holds the substrate 3 and moves in a direction parallel to the substrate surface as indicated by an arrow 8. The entire surface of the substrate 3 can be flattened. It is also possible to flatten the entire surface of the substrate 3 by fixing the stage 4 and scanning the cylindrical rotating body 5 and the electrode 7 in the direction parallel to the substrate surface in the opposite direction. is there.

【0077】本構成においては、プラズマ6の発生領域
は基板3から離れた位置に配置できるため、基板3に到
達する荷電粒子は極めて少なく、主にラジカルを基板3
に作用する反応種とすることが可能である。このため、
荷電粒子衝突による基板面への損傷が少ないプラズマエ
ッチング処理が行える。また、円筒型回転体5の回転数
を制御する、つまりガス流速を制御することによって、
基板面へ移送されるラジ力ルの量を制御できる。また、
円筒型回転体5の半径を大きく設定すれば、その分だけ
基板3と平行なガス流を安定して形成できる。このよう
に、円筒型回転体5の回転数や半径の条件を最適化する
ことにより、ガス流の特性を平坦化を行うべき絶縁膜の
形状に最適化することができる。
In this structure, the generation region of the plasma 6 can be arranged at a position distant from the substrate 3, so that the number of charged particles reaching the substrate 3 is extremely small, and radicals are mainly generated in the substrate 3.
Can be a reactive species that acts on. For this reason,
It is possible to perform a plasma etching process that causes less damage to the substrate surface due to collision of charged particles. In addition, by controlling the rotation speed of the cylindrical rotating body 5, that is, by controlling the gas flow velocity,
The amount of radial force transferred to the substrate surface can be controlled. Also,
If the radius of the cylindrical rotating body 5 is set large, a gas flow parallel to the substrate 3 can be stably formed correspondingly. In this way, by optimizing the conditions of the rotational speed and radius of the cylindrical rotary body 5, the characteristics of the gas flow can be optimized to the shape of the insulating film to be flattened.

【0078】また、円筒型回転体5を配置している事に
より、ガスの流体潤滑作用によって円筒型回転体5と基
板3との間の圧力が上昇し、ラジカルを濃縮して移送で
きるため、基板3の表面の絶縁膜と作用するラジカルの
密度が高くなり平坦化処理速度が向上する。なお、基板
3の表面には、基板面に平行なできるだけ速い速度のラ
ジカルを作用させる事が、平坦化能力および平坦化処理
速度の観点から望ましい。一方、円筒型回転体5によっ
て移送されるラジカルのうち、最も速度が速いのは、円
筒型回転体5の外周面近傍のラジカルであり、この速度
の速いラジカルの寄与を大きくするには、基板3と円筒
型回転体5との間隔を狭くするのが良い。
Further, since the cylindrical rotary member 5 is arranged, the pressure between the cylindrical rotary member 5 and the substrate 3 is increased by the fluid lubrication action of the gas, and radicals can be concentrated and transferred. The density of radicals that act on the insulating film on the surface of the substrate 3 is increased, and the planarization processing speed is improved. In addition, it is desirable that the radicals parallel to the surface of the substrate 3 be acted on the surface of the substrate 3 at a speed as high as possible from the viewpoints of the planarization ability and the planarization processing speed. On the other hand, among the radicals transferred by the cylindrical rotary body 5, the radical having the highest speed is the radical near the outer peripheral surface of the cylindrical rotary body 5, and in order to increase the contribution of this fast radical, It is preferable to narrow the gap between 3 and the cylindrical rotor 5.

【0079】本構成によれば、プラズマ6の発生領域を
基板3から離れた位置に配置できるため、円筒型回転体
5と基板3との間の間隔を極めて狭く設定しても、基板
3が荷電粒子によって損傷を受ける事はない。つまり、
本構成では、円筒型回転体5と基板3との間隔を極めて
狭く設定する事が可能であり、これにより円筒型回転体
5の外周面近傍のラジカルを基板3に作用させる事がで
きる。これによって更に平坦化能力、平坦化処理速度が
向上する。さらに、基板3表面付近のガス流の効果によ
って、プラズマエッチングによる反応生成物を効果的に
排除できるので、パーティクルが基板面に付着する問題
を低減できる。
According to this structure, since the generation region of the plasma 6 can be arranged at a position distant from the substrate 3, even if the space between the cylindrical rotating body 5 and the substrate 3 is set to be extremely narrow, It is not damaged by charged particles. That is,
In this configuration, it is possible to set the interval between the cylindrical rotary body 5 and the substrate 3 to be extremely narrow, and thereby radicals near the outer peripheral surface of the cylindrical rotary body 5 can act on the substrate 3. This further improves the flattening ability and the flattening processing speed. Further, the effect of the gas flow near the surface of the substrate 3 can effectively eliminate the reaction products due to the plasma etching, and thus the problem that particles adhere to the substrate surface can be reduced.

【0080】なお、本実施例においては、電極40にお
いて、円筒型回転体5および電極7のうちのいずれを接
地電極としても良いが、円筒型回転体5を接地電極とす
れば、回転部に高周波電力を供給する必要がなく、装置
構成を簡略化できるという利点がある。
In the present embodiment, in the electrode 40, either the cylindrical rotating body 5 or the electrode 7 may be the ground electrode, but if the cylindrical rotating body 5 is the ground electrode, the rotating portion is There is an advantage that it is not necessary to supply high frequency power and the device configuration can be simplified.

【0081】(実施例2)図3(a)および(b)は、
それぞれ、第2の実施例における平坦化工程用プラズマ
処理装置200の構成を模式的に示す装置断面図および
斜視図である。本実施例が第1の実施例と異なる点は、
円筒型回転体の構造およびガス供給方法である。他の構
成は第1の実施例におけるプラズマ処理装置100と共
通であるので、共通部分には同一の図面参照番号を付
け、詳細な説明は省略する。
Example 2 FIGS. 3A and 3B are
FIG. 3 is an apparatus cross-sectional view and a perspective view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus 200 for flattening process in a second embodiment, respectively. This embodiment is different from the first embodiment in that
A structure of a cylindrical rotating body and a gas supply method. Since other configurations are common to those of the plasma processing apparatus 100 in the first embodiment, common parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0082】図3(a)および(b)に示すように、プ
ラズマ処理装置200においては、基板3に対向して、
基板面と平行な軸を中心として回転する機能を有する円
筒型回転体5aが配置される。円筒型回転体5aは中空
円筒形状であり、円筒面に多数の孔5bを有している。
また、円筒型回転体5aの円筒面と対向して電極7が配
置されている。電極7と円筒型回転体5aとがプラズマ
生成手段の一対の電極40aを構成する。さらに、円筒
型回転体5aの内部には、電極40a(円筒型回転体5
aおよび電極7)間に効果的にガスが導入されるよう
に、電極7と相対するように、ガス導入路9が形成され
ている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the plasma processing apparatus 200, facing the substrate 3,
A cylindrical rotating body 5a having a function of rotating about an axis parallel to the substrate surface is arranged. The cylindrical rotating body 5a has a hollow cylindrical shape and has a large number of holes 5b on the cylindrical surface.
Further, the electrode 7 is arranged so as to face the cylindrical surface of the cylindrical rotating body 5a. The electrode 7 and the cylindrical rotor 5a form a pair of electrodes 40a of the plasma generating means. Further, inside the cylindrical rotary member 5a, the electrode 40a (the cylindrical rotary member 5a
A gas introducing passage 9 is formed so as to face the electrode 7 so that the gas is effectively introduced between a and the electrode 7).

【0083】ガス供給装置(図示せず)からガス導入路
9を通して電極40a(円筒型回転体5aおよび電極
7)間に高密度のガスを導入し、高周波電源41から電
極40a間に高周波電界を印加することによって、電極
40a間の領域にプラズマ6が発生する。
A high-density gas is introduced from a gas supply device (not shown) through the gas introduction passage 9 into the electrode 40a (cylindrical rotor 5a and electrode 7) to form a high-frequency electric field between the high-frequency power source 41 and the electrode 40a. By applying, plasma 6 is generated in the region between the electrodes 40a.

【0084】本構成においては、電極40a間への高密
度ガスの導入が、ガス導入路9によって円筒型回転体5
aの内部から効果的に行えるため、ラジカルを効率よく
生成することが可能となる。なお、本実施例において
は、プラズマ6が発生する空間に高密度ガスを導入する
ように電極7と相対してガス導入路9を形成したが、円
筒型回転体5aの円筒面全域からガスが供給される構成
としても同様の効果を得ることができる。
In this configuration, the high-density gas is introduced between the electrodes 40a by the gas introduction passage 9 through the cylindrical rotary member 5.
Since it can be effectively performed from the inside of a, radicals can be efficiently generated. In the present embodiment, the gas introduction path 9 is formed facing the electrode 7 so as to introduce the high density gas into the space where the plasma 6 is generated. However, the gas is introduced from the entire cylindrical surface of the cylindrical rotary member 5a. The same effect can be obtained even with the supplied structure.

【0085】(実施例3)図4は、第3の実施例による
平坦化工程用プラズマ処理装置300の構成を模式的に
示している。本実施例においては、第1の実施例におけ
るステージ4が、電極7の代わりにプラズマ発生装置の
電極40cの一方の電極を兼ねている。即ち、プラズマ
処理装置300においては、ステージ4と円筒型回転体
5とによって、一対の電極40cが構成される。他の構
成は第1の実施例におけるプラズマ処理装置100と共
通であるので、共通部分には同一の図面参照番号を付
け、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3) FIG. 4 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 300 for a flattening process according to a third embodiment. In this embodiment, the stage 4 in the first embodiment also serves as one of the electrodes 40c of the plasma generator instead of the electrode 7. That is, in the plasma processing apparatus 300, the stage 4 and the cylindrical rotating body 5 form a pair of electrodes 40c. Since other configurations are common to those of the plasma processing apparatus 100 in the first embodiment, common parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0086】本構成においては、基板3を保持するステ
ージ4と、円筒型回転体5との間にプラズマ6が発生す
るので、基板3の近傍にプラズマ6が存在することにな
る。従って、本実施例では基板面へ到達するラジカル数
が多く、効率のよい平坦化処理を行うことができる。な
お、基板面の損傷が半導体素子特性に影響しない場合は
円筒型回転体5と基板3との間隔を狭くし、プラズマ6
における荷電粒子の捕捉領域を基板上の絶縁膜の凸部に
作用するように設定してもよい。荷電粒子の衝突による
基板3の損傷が問題となる場合には、損傷が起こらない
様に、円筒型回転体5と基板3との間隔を適切に設定す
る。本実施例による構成では、ステージ4が電極を兼ね
ているので、第1の実施例よりも構成要素を少なくでき
る。
In this structure, the plasma 6 is generated between the stage 4 holding the substrate 3 and the cylindrical rotary member 5, so that the plasma 6 exists near the substrate 3. Therefore, in this embodiment, the number of radicals reaching the substrate surface is large, and efficient planarization processing can be performed. If the damage on the substrate surface does not affect the semiconductor device characteristics, the space between the cylindrical rotor 5 and the substrate 3 is narrowed, and the plasma 6 is removed.
The trapped region of the charged particles may be set so as to act on the convex portion of the insulating film on the substrate. If damage to the substrate 3 due to collision of charged particles poses a problem, the distance between the cylindrical rotating body 5 and the substrate 3 is appropriately set so that damage does not occur. In the configuration according to the present embodiment, the stage 4 also serves as an electrode, so that the number of constituent elements can be reduced as compared with the first embodiment.

【0087】(実施例4)図5(a)および(b)は、
それぞれ、第4の実施例における平坦化工程用プラズマ
処埋装置400の構成を模式的に示す断面図および斜視
図である。プラズマ処理装置400においては、基板3
に対向して、基板面と平行な軸を中心として回転する機
能を有する円筒型回転体5aが配置される。円筒型回転
体5aは中空円筒形状であり、円筒面に多数の孔5bを
有している。また、円筒型回転体5aの内部に、円筒型
回転体5aと同軸となるように、内部円筒体10が配置
されている。そして、円筒型回転体5aと、該円筒型回
転体5aの内部に配置された内部円筒体10とがプラズ
マ生成手段の電極40dを構成する。
Example 4 FIGS. 5 (a) and 5 (b) show
14A and 14B are a sectional view and a perspective view, respectively, schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus 400 for a flattening process in a fourth example. In the plasma processing apparatus 400, the substrate 3
A cylindrical rotary body 5a having a function of rotating about an axis parallel to the substrate surface is arranged facing the. The cylindrical rotating body 5a has a hollow cylindrical shape and has a large number of holes 5b on the cylindrical surface. Further, the inner cylindrical body 10 is arranged inside the cylindrical rotating body 5a so as to be coaxial with the cylindrical rotating body 5a. The cylindrical rotating body 5a and the internal cylindrical body 10 arranged inside the cylindrical rotating body 5a constitute the electrode 40d of the plasma generating means.

【0088】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により電極40d(円筒型回転体5
aおよび内部円筒体10)間に高密度のガスを導入し、
高周波電源41から電極40d間に高周波電界を印加す
ることによってプラズマ6が発生する。プラズマ6中の
荷電粒子は電極間に捕捉されるが、中性ラジカルは円筒
型回転体5aの円筒面から、孔5bを通して外部に拡散
される。そして、円筒型回転体5aが回転することによ
って、回転の周方向にガスの流れが形成され、基板面付
近では、ガスの流れは基板面に沿う方向になる。このガ
スの流れによって、ラジカルは基板面近傍において、基
板面に沿う方向に移送される。つまり、円筒型回転体5
aは、電極であるとともに電極間で発生したラジカルを
移送する移送手段でもある。
Then, the electrode 40d (cylindrical rotary member 5) is provided by gas supply means and gas exhaust means (both not shown).
a high-density gas is introduced between a and the inner cylindrical body 10),
Plasma 6 is generated by applying a high-frequency electric field from the high-frequency power source 41 to the electrode 40d. The charged particles in the plasma 6 are trapped between the electrodes, but the neutral radicals are diffused from the cylindrical surface of the cylindrical rotor 5a to the outside through the holes 5b. Then, as the cylindrical rotary member 5a rotates, a gas flow is formed in the circumferential direction of rotation, and the gas flow is in the direction along the substrate surface near the substrate surface. Due to this gas flow, radicals are transferred in the direction along the substrate surface in the vicinity of the substrate surface. That is, the cylindrical rotating body 5
“A” is an electrode and also a transfer means for transferring radicals generated between the electrodes.

【0089】そして、ラジカルが基板3上の絶縁膜の凸
部に作用するように、円筒型回転体5aの半径や回転速
度を設定し、更に円筒型回転体5aと基板3との間隔を
所望の値に制御して、絶縁膜の平坦化を行う。
Then, the radius and the rotation speed of the cylindrical rotary member 5a are set so that the radicals act on the convex portions of the insulating film on the substrate 3, and the space between the cylindrical rotary member 5a and the substrate 3 is desired. The insulating film is flattened by controlling the value of.

【0090】また、円筒回転体5aが固定した軸を中心
として回転し、また、内部円筒体10が固定された状態
で、ステージ4が、基板3を保持しつつ、矢印8のごと
く基板面に平行な方向に移動することにより、基板3の
全面にわたっての平坦化が可能である。なお、ステージ
4を固定しておき、逆に円筒型回転体5aおよび内部円
筒体10を基板面に対して基板面と平行方向に走査する
ことによっても、同様に基板3全面にわたっての平坦化
が可能である。
Further, while the cylindrical rotating body 5a rotates about the fixed axis and the inner cylindrical body 10 is fixed, the stage 4 holds the substrate 3 and moves it to the substrate surface as indicated by an arrow 8. By moving in the parallel direction, the entire surface of the substrate 3 can be flattened. It should be noted that the stage 4 is fixed, and conversely, by scanning the cylindrical rotating body 5a and the internal cylindrical body 10 in the direction parallel to the substrate surface with respect to the substrate surface, flattening over the entire surface of the substrate 3 is similarly performed. It is possible.

【0091】本構成においては、プラズマ6は円筒回転
体5aの内部に形成され、荷電粒子は電極40d(即
ち、円筒回転体5aおよび内部円筒体10)間に捕捉さ
れるため、円筒型回転体5aと基板3との間隔を極めて
小さくしても、円筒型回転体5aの外部において基板3
に作用する反応種はほとんどラジカルのみとなる。従っ
て、本実施例のプラズマ処理装置400によれば、基板
面への損傷が極めて少ないプラズマ処理でありながら、
更に、平坦化能力、平坦化処理速度が向上する。
In this structure, the plasma 6 is formed inside the cylindrical rotating body 5a, and the charged particles are trapped between the electrodes 40d (ie, the cylindrical rotating body 5a and the inner cylindrical body 10). Even if the distance between the substrate 5a and the substrate 3 is extremely small, the substrate 3 is provided outside the cylindrical rotary member 5a.
Most of the reactive species that act on are radicals. Therefore, according to the plasma processing apparatus 400 of the present embodiment, although the plasma processing causes very little damage to the substrate surface,
Further, the flattening ability and the flattening processing speed are improved.

【0092】(実施例5)図6(a)および(b)は、
第5の実施例における平坦化工程用プラズマ処理装置5
00の構成を模式的に示す。図6(a)および(b)に
示されるように、プラズマ処理装置500においては、
基板3に対向して、基板面に垂直な軸50を中心として
回転する機能を有する円盤型回転体11が配置されてい
る。また、基板3を保持するステージ4と並んで円盤型
回転体11と相対する導電ブロック12が配置され、導
電ブロック12と円盤型回転体11とがプラズマ生成手
段の電極40eを構成している。プラズマ処理装置50
0においては、図6(b)に示されるように、円盤型回
転体11の回転軸50のまわりに、ステージ4の基板3
を保持する部位と導電ブロック12とが交互に配置され
ている。
(Embodiment 5) FIGS. 6A and 6B show
Plasma processing apparatus 5 for flattening process in the fifth embodiment
00 schematically shows the configuration of 00. As shown in FIGS. 6A and 6B, in the plasma processing apparatus 500,
A disk-shaped rotating body 11 having a function of rotating about an axis 50 perpendicular to the substrate surface is arranged facing the substrate 3. Further, a conductive block 12 facing the disk-shaped rotating body 11 is arranged side by side with the stage 4 holding the substrate 3, and the conductive block 12 and the disk-shaped rotating body 11 constitute an electrode 40e of the plasma generating means. Plasma processing device 50
At 0, as shown in FIG. 6B, the substrate 3 of the stage 4 is rotated around the rotation axis 50 of the disk-shaped rotating body 11.
And the conductive blocks 12 are alternately arranged.

【0093】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により電極40e(導電ブロック1
2および円盤型回転体11)間に高密度のガス雰囲気を
形成し、高周波電源41から電極40e間に高周波電界
を印加することによって、プラズマ6が発生する。即
ち、円盤型回転体11と、その下に配置される各導電ブ
ロック12との間にそれぞれプラズマ6が形成されるこ
とになる。
Then, the electrode 40e (conductive block 1) is provided by gas supply means and gas exhaust means (both not shown).
Plasma 6 is generated by forming a high-density gas atmosphere between the rotor 2 and the disk-shaped rotor 11) and applying a high-frequency electric field from the high-frequency power source 41 to the electrode 40e. That is, the plasma 6 is formed between the disk-shaped rotating body 11 and each conductive block 12 arranged therebelow.

【0094】なお、プラズマ処理装置500が、図示し
ない反応容器の中に配置される場合には、ガス供給手段
およびガス排気手段によって、反応容器内全域に高密度
のガス雰囲気を形成してもよい。
When the plasma processing apparatus 500 is arranged in a reaction container (not shown), a high-density gas atmosphere may be formed in the entire reaction container by the gas supply means and the gas exhaust means. .

【0095】そして、円盤型回転体11が回転軸50を
中心として回転することによって、円盤回転体11の回
転面に沿った円周方向のガス流が生じる。従って、ガス
の流れは基板面に沿う方向になる。このガスの流れによ
って、ラジカルは、円盤型回転体11と各導電ブロック
12との間のプラズマ発生領域から、ステージ4上の基
板3の表面近傍へ移送される。移送される方向は、基板
面に沿う方向である。このように、円盤型回転体11
は、電極40e間で発生したラジカルを移送する移送手
段でもある。
Then, the disk type rotating body 11 rotates about the rotating shaft 50, so that a gas flow in the circumferential direction along the rotating surface of the disk rotating body 11 is generated. Therefore, the gas flow is along the substrate surface. By this gas flow, radicals are transferred from the plasma generation region between the disk-shaped rotating body 11 and each conductive block 12 to the vicinity of the surface of the substrate 3 on the stage 4. The transferred direction is along the substrate surface. In this way, the disk-shaped rotating body 11
Is also a transfer means for transferring radicals generated between the electrodes 40e.

【0096】そして、ラジカルが基板3上の絶縁膜の凸
部に選択的に作用するように円盤型回転体11の回転速
度や基板3からの距離を設定して、絶縁膜の平坦化を行
う。
Then, the rotational speed of the disk-shaped rotating body 11 and the distance from the substrate 3 are set so that the radicals selectively act on the convex portions of the insulating film on the substrate 3 to flatten the insulating film. .

【0097】本実施例では、プラズマ生成手段の1つの
電極が円盤型回転体11である。この構造の場合、円盤
型回転体11に対向して配置される基板3と導電ブロッ
ク12とを交互に円盤型回転体11の回転の周方向に複
数配置できる。従って、多数枚の基板3を一括して処理
でき、平坦化工程をより効率的に行うことができる。な
お、本実施例においては、電極40eにおいて、円板型
回転体11および導電ブロック12のいずれを接地電極
としても良いが、円板型回転体11を接地電極とすれ
ば、回転部に高周波電力を供給する必要がなく、装置構
成を簡略化できるという利点がある。
In this embodiment, one electrode of the plasma generating means is the disc type rotating body 11. In the case of this structure, a plurality of the substrates 3 and the conductive blocks 12 arranged to face the disk-shaped rotating body 11 can be alternately arranged in the circumferential direction of rotation of the disk-shaped rotating body 11. Therefore, a large number of substrates 3 can be collectively processed, and the planarization process can be performed more efficiently. In the present embodiment, in the electrode 40e, either the disc type rotating body 11 or the conductive block 12 may be used as the ground electrode, but if the disc type rotating body 11 is used as the ground electrode, high frequency power is supplied to the rotating portion. There is an advantage that the device configuration can be simplified because it is not necessary to supply.

【0098】(実施例6)図7は、第6の実施例におけ
る平坦化工程用プラズマ処理装置600の構成を模式的
に示している。本実施例では、第5の実施例における導
電ブロック12を別途設けずに、ステージ4が導電ブロ
ック12の代わりにプラズマ生成手段の一方の電極を兼
ねている。他の構成は第5の実施例によるプラズマ処理
装置500と同様であり、共通の構成要素には同一の図
面参照番号を付け、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 6) FIG. 7 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 600 for a flattening process in a sixth embodiment. In the present embodiment, the stage 4 also serves as one electrode of the plasma generating means instead of the conductive block 12 without separately providing the conductive block 12 in the fifth embodiment. The other structure is the same as that of the plasma processing apparatus 500 according to the fifth embodiment, and common constituent elements are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0099】図7に示されるように、ステージ4は、基
板3を保持する部分4aが円盤型回転体11に向けて突
出しており、この部分において円盤型回転体11との距
離が小さくなっている。従って、本構成においては、ス
テージ4および円盤回転体11間に高周波電界が印加さ
れた場合、ステージ4の基板3を保持している部分4a
と、円盤型回転体11との間にプラズマ6が発生し、基
板3の近傍にプラズマ6が存在することになる。従っ
て、本実施例では、基板面へ到達するラジカル数が多
く、効率のよい平坦化処理を行うことができる。円盤回
転体11が回転することにより、基板3の表面付近に
は、基板面に平行な方向のガス流が存在し、このガス流
によって、ラジカルもまた、基板面に平行な方向に移送
される。また、図7においては、基板3を保持する突出
部4aは1つしか示されていないが、複数の突出部4a
を設け、第5実施例と同様に複数の基板3を一度に処理
することが可能である。
As shown in FIG. 7, in the stage 4, the portion 4a for holding the substrate 3 projects toward the disc-shaped rotating body 11, and the distance from the disc-shaped rotating body 11 becomes small in this portion. There is. Therefore, in this configuration, when a high-frequency electric field is applied between the stage 4 and the disc rotating body 11, the portion 4a of the stage 4 that holds the substrate 3 is held.
Then, the plasma 6 is generated between the disk-shaped rotating body 11 and the plasma 6, and the plasma 6 exists near the substrate 3. Therefore, in this embodiment, the number of radicals reaching the substrate surface is large, and efficient planarization processing can be performed. As the disk rotating body 11 rotates, a gas flow in the direction parallel to the substrate surface exists near the surface of the substrate 3, and the radicals are also transferred in the direction parallel to the substrate surface by this gas flow. . Further, in FIG. 7, only one protrusion 4 a holding the substrate 3 is shown, but a plurality of protrusions 4 a are provided.
Is provided, it is possible to process a plurality of substrates 3 at a time as in the fifth embodiment.

【0100】また、本実施例の構成によれば、第5の実
施例の構成よりも、プラズマ処理装置の構成要素を少な
くすることができる。
Further, according to the structure of this embodiment, the number of constituent elements of the plasma processing apparatus can be reduced as compared with the structure of the fifth embodiment.

【0101】尚、ステージ4に突出部4aを設けずに、
円盤型回転体11とステージ4との間の全域においてプ
ラズマが発生するような構成としてもよい。この場合
も、上記の場合と同様に、ステージ4上に多数の基板3
を配置することが可能である。
Incidentally, without providing the projecting portion 4a on the stage 4,
The configuration may be such that plasma is generated in the entire area between the disk-shaped rotating body 11 and the stage 4. Also in this case, as in the above case, a large number of substrates 3 are placed on the stage 4.
Can be arranged.

【0102】(実施例7)図8に、第7の実施例におけ
る平坦化工程用プラズマ処理装置700の構成を示す。
図8に示すように、プラズマ処理装置700において
は、基板3に対向して円盤13が配置されている。基板
3を保持するステージ4は、基板面と垂直な軸50を中
心として回転する機能を有するとともに、基板位置以外
の領域に、円盤13との間隔が小さい領域4bが設けら
れている。円盤13とステージ4とがプラズマ生成手段
における電極を構成する。
(Embodiment 7) FIG. 8 shows the configuration of a plasma processing apparatus 700 for a flattening process in a seventh embodiment.
As shown in FIG. 8, in the plasma processing apparatus 700, the disk 13 is arranged so as to face the substrate 3. The stage 4 holding the substrate 3 has a function of rotating about an axis 50 perpendicular to the substrate surface, and is provided with a region 4b having a small distance from the disk 13 in a region other than the substrate position. The disk 13 and the stage 4 form an electrode in the plasma generating means.

【0103】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により、電極(円盤13およびステ
ージ4)間に高密度のガス雰囲気を形成するとともに、
電極間に高周波電源41から高周波電界を印加すること
によって、円盤13とステージ4の領域4bとの間にプ
ラズマ6が発生する。そして、ステージ4が回転するこ
とによって、基板3に対してガスの流れが基板面に沿う
方向に形成される。すなわち、基板3に固定された座標
系から見ると、このガスの流れによって、ラジカルはプ
ラズマ発生領域より基板面近傍へ移送され、かつ、移送
される方向は基板面に沿う方向である。つまり、ステー
ジ4は、電極間で発生したラジカルを移送する移送手段
でもある。
Then, a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes (disk 13 and stage 4) by means of gas supply means and gas exhaust means (both not shown), and
By applying a high frequency electric field from the high frequency power source 41 between the electrodes, plasma 6 is generated between the disk 13 and the region 4b of the stage 4. Then, as the stage 4 rotates, a gas flow is formed on the substrate 3 in a direction along the substrate surface. That is, when viewed from the coordinate system fixed to the substrate 3, the radicals are transferred from the plasma generation region to the vicinity of the substrate surface by the flow of the gas, and the transfer direction is along the substrate surface. That is, the stage 4 is also a transfer unit that transfers radicals generated between the electrodes.

【0104】ラジカルが基板3上の絶縁膜の凸部に作用
するようにステージ4の回転速度、円盤13と基板3と
の間隔を適切に設定することによって、絶縁膜の平坦化
を行う。
The rotation speed of the stage 4 and the gap between the disk 13 and the substrate 3 are appropriately set so that the radicals act on the convex portions of the insulation film on the substrate 3, thereby flattening the insulation film.

【0105】本実施例では、プラズマ発生手段の一方の
電極が円盤型である(円盤13)。従って、この構造の
場合、ステージ4上に、複数の基板3を円盤13の周方
向に沿って配置することが可能であるので、多数枚の基
板3を一括して処理できる。より好ましくは、基板3と
領域4bとは交互に配置される。
In this embodiment, one electrode of the plasma generating means is a disk type (disk 13). Therefore, in the case of this structure, since a plurality of substrates 3 can be arranged on the stage 4 along the circumferential direction of the disk 13, a large number of substrates 3 can be collectively processed. More preferably, the substrates 3 and the regions 4b are arranged alternately.

【0106】また、本実施例では、円盤13は固定さ
れ、回転するステージ4がラジカルを基板3へと移送す
る移送手段となっている。あるいは、更に、ステージ4
だけでなく、円盤13を、基板面と垂直な軸50を中心
とし、ステージ4の回転方向とは逆の方向に回転させて
もよい。このようにして円盤13に回転運動を付与する
ことによって、基板3に対して、基板面に沿う方向の相
対的なガス流の速度を大きくすることができる。このこ
とにより、円盤13およびステージ4の回転運動によっ
て平坦化能力をより向上することが可能となる。
Further, in this embodiment, the disk 13 is fixed, and the rotating stage 4 serves as a transfer means for transferring radicals to the substrate 3. Alternatively, further, stage 4
Not only that, the disk 13 may be rotated about the axis 50 perpendicular to the substrate surface in the direction opposite to the rotation direction of the stage 4. By imparting the rotary motion to the disk 13 in this manner, the relative gas flow velocity in the direction along the substrate surface can be increased with respect to the substrate 3. This makes it possible to further improve the flattening ability by the rotational movement of the disk 13 and the stage 4.

【0107】(実施例8)図9は、第8の実施例におけ
る平坦化工程用プラズマ処理装置710の構成を示す。
本実施例では、第7の実施例のプラズマ処理装置700
のステージ4において、円盤13とステージ4との間隔
が狭い領域4b’が基板保持領域を含むように構成して
いる。即ち、基板3は、領域4b’に配置される。
(Embodiment 8) FIG. 9 shows a structure of a plasma processing apparatus 710 for a flattening process in an eighth embodiment.
In this embodiment, the plasma processing apparatus 700 of the seventh embodiment is used.
In the stage 4, the region 4b ′ in which the space between the disk 13 and the stage 4 is narrow includes the substrate holding region. That is, the substrate 3 is arranged in the region 4b '.

【0108】他の構成は第7の実施例によるプラズマ処
理装置700と同様であり、共通の構成要素には同一の
図面参照番号を付け、詳細な説明は省略する。
The other structure is the same as that of the plasma processing apparatus 700 according to the seventh embodiment, and the common constituent elements are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.

【0109】本構成においては、基板3と対向する空間
領域にプラズマ6が存在する。従って、本実施例では基
板面へ到達するラジカル数が多く、効率のよい平坦化処
理を行うことができる。また、実施例5〜7と同様に、
基板3を保持し、円盤13との距離が短い領域4b’
は、ステージ4上に複数設けることができる。この場
合、複数の基板3を一度に処理することが可能である。
なお、ステージ4に突出部4b’を設けずに、円板13
とステージ4との間の全域においてプラズマが発生する
ような構成としても良い。
In this structure, the plasma 6 exists in the space area facing the substrate 3. Therefore, in this embodiment, the number of radicals reaching the substrate surface is large, and efficient planarization processing can be performed. Moreover, as in Examples 5 to 7,
A region 4b 'for holding the substrate 3 and having a short distance from the disc 13
A plurality of can be provided on the stage 4. In this case, it is possible to process a plurality of substrates 3 at once.
It should be noted that the disc 13 is not provided on the stage 4 without the protrusion 4 b ′.
The plasma may be generated in the entire area between the stage 4 and the stage 4.

【0110】(実施例9)図10は、第9の実施例によ
る平坦化工程用プラズマ処理装置800の構成を模式的
に示す。プラズマ処理装置800においては、基板3に
対向して、導電ブロック14が配置されている。また、
基板3を保持するステージ4は基板面と垂直な軸50を
中心として回転する機能を有している。そして、導電ブ
ロック14は、ステージ4の回転運動の動径方向に沿っ
たテーパ形状を有している。このテーパ形状は、ステー
ジ4の中心部(回転軸50付近)において導電ブロック
14とステージ4との間隔が小さく、ステージ4の外周
部に向かって徐々にその間隔が大きくなるようになって
いる。そして、ステージ4と導電ブロック14とがプラ
ズマ生成手段における電極を構成する。また、ステージ
4は複数の基板3を保持する機能を有している。
(Embodiment 9) FIG. 10 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 800 for a flattening process according to a ninth embodiment. In the plasma processing apparatus 800, the conductive block 14 is arranged so as to face the substrate 3. Also,
The stage 4 holding the substrate 3 has a function of rotating about an axis 50 perpendicular to the substrate surface. The conductive block 14 has a taper shape along the radial direction of the rotational movement of the stage 4. In this tapered shape, the distance between the conductive block 14 and the stage 4 is small in the central portion of the stage 4 (near the rotation axis 50), and the distance gradually increases toward the outer peripheral portion of the stage 4. Then, the stage 4 and the conductive block 14 form an electrode in the plasma generating means. The stage 4 also has a function of holding a plurality of substrates 3.

【0111】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により電極(導電ブロック14およ
びステージ4)間に高密度のガス雰囲気を形成し、高周
波電源41から電極間に高周波電界を印加することによ
って、電極間にプラズマ6が発生する。そして、ステー
ジ4が回転することによって、複数の基板3の全面にわ
たってプラズマ6を作用させることが可能となる。
Then, a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes (conductive block 14 and stage 4) by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied between the high-frequency power source 41 and the electrodes. By doing so, plasma 6 is generated between the electrodes. Then, by rotating the stage 4, the plasma 6 can be made to act on the entire surfaces of the plurality of substrates 3.

【0112】プラズマ6が基板3上の絶縁膜の凸部に作
用するように、導電ブロック14と基板3との間隔を保
って平坦化を行う。このとき、ステージ4の回転運動の
外周ほど導電ブロック14と基板3との相対速度が大き
い。
Planarization is performed with the space between the conductive block 14 and the substrate 3 maintained so that the plasma 6 acts on the convex portions of the insulating film on the substrate 3. At this time, the relative speed between the conductive block 14 and the substrate 3 is larger toward the outer periphery of the rotary motion of the stage 4.

【0113】本実施例によるプラズマ処理装置800で
は、ステージ4の回転運動の外周になるにつれて電極間
距離が大きくなるように構成している。従って、外周側
では周速度は速いが電極間距離は大きく、また内周側で
は周速度は遅いが電極間距離は小さい。周速度が速い
程、あるいは電極間距離が小さい程、基板3上の絶縁膜
の凸部に作用するラジカルは増加する。従って、導電ブ
ロック14にテーパをつけることにより、基板面上の絶
縁膜の凸部に作用するラジカル数を、ステージ14の回
転運動の径方向に沿って均一にすることが可能となる。
The plasma processing apparatus 800 according to the present embodiment is constructed so that the distance between the electrodes increases as the outer circumference of the rotational movement of the stage 4 is approached. Therefore, on the outer peripheral side, the peripheral speed is high but the distance between the electrodes is large, and on the inner peripheral side, the peripheral speed is low but the distance between the electrodes is small. The faster the peripheral speed is or the smaller the distance between the electrodes is, the more radicals act on the convex portions of the insulating film on the substrate 3. Therefore, by tapering the conductive block 14, it becomes possible to make the number of radicals acting on the convex portion of the insulating film on the substrate surface uniform along the radial direction of the rotational movement of the stage 14.

【0114】なお、本実施例では導電ブロックにテーパ
形状を付与したが、一対の電極間の相対速度が大きい部
分が、相対速度の小さい部分よりも電極間距離が大きく
なるように、少なくとも一方の電極がテーパ形状を有し
ていればよい。従って、導電ブロック14の代わりにス
テージ4にテーパ形状を付与してもよい。また、導電ブ
ロック14は基板面と垂直な軸50を中心として回転す
る機能を有する回転体であってもよい。
Although the conductive block is tapered in this embodiment, at least one of the electrodes has a large relative velocity so that the distance between the electrodes is larger than that of the portion with a small relative velocity. It is sufficient that the electrodes have a tapered shape. Therefore, the stage 4 may be tapered instead of the conductive block 14. Further, the conductive block 14 may be a rotating body having a function of rotating about an axis 50 perpendicular to the substrate surface.

【0115】また、本実施例において、さらに導電ブロ
ック14が基板面と平行な軸51を中心として回転する
機能を有するテーパ付円筒型回転体とすれば、基板3に
対して、基板面と平行なガスの流れをさらに大きくする
ことが可能となり、平坦化能力を向上できる。
Further, in the present embodiment, when the conductive block 14 is a tapered cylindrical rotary member having a function of rotating about the axis 51 parallel to the substrate surface, the conductive block 14 is parallel to the substrate surface with respect to the substrate 3. It is possible to further increase the flow of various gases and improve the flattening ability.

【0116】なお、電極間距離(即ち、ステージ4と導
電ブロック14との距離)の変化量、すなわち、電極の
テーパ角は、ステージ4の回転速度や導電ブロック14
の形状(および回転速度)に応じて設定する。例えば、
まず、テーパを付けない電極を用い、その電極間距離を
パラメータとして回転運動径方向の加工速度分布を計測
し、その測定結果を参考にして、動径方向に沿って加工
速度が一定となるように電極間距離を設定すればよい。
The amount of change in the distance between the electrodes (that is, the distance between the stage 4 and the conductive block 14), that is, the taper angle of the electrode is determined by the rotational speed of the stage 4 and the conductive block 14.
Set according to the shape (and rotation speed) of. For example,
First, using an electrode without a taper, measure the machining speed distribution in the rotational motion radial direction using the distance between the electrodes as a parameter, and refer to the measurement result to make the machining speed constant along the radial direction. The distance between the electrodes may be set to.

【0117】(実施例10)図11は、第10の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置810の構成を模
式的に示す。プラズマ処理装置810においては、基板
3に対向して、基板面と平行な軸50を中心として回転
する機能を有する円筒型回転体5が配置され、また、基
板3を保持するステージ4と円筒型回転体5とがプラズ
マ生成手段における電極を構成する。また、円筒型回転
体5の回転方向にガスが流れるように、ガス供給口15
およびガス排気口16が円筒型回転体5を挟み、かつ基
板面と平行なガス流が形成されるように配置されてい
る。
(Embodiment 10) FIG. 11 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 810 for planarization process according to a tenth embodiment. In the plasma processing apparatus 810, a cylindrical rotating body 5 having a function of rotating about an axis 50 parallel to the substrate surface is arranged so as to face the substrate 3, and the stage 4 for holding the substrate 3 and the cylindrical type rotating body 5 are arranged. The rotating body 5 constitutes an electrode in the plasma generating means. Further, the gas supply port 15 is provided so that the gas flows in the rotation direction of the cylindrical rotary member 5.
The gas exhaust port 16 is arranged so as to sandwich the cylindrical rotating body 5 and to form a gas flow parallel to the substrate surface.

【0118】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)から、ガス供給口15およびガス排
気口16を通して電極(ステージ4および円筒型回転体
5)間に高密度のガスを導入し、電極間に高周波電界を
印加することによってプラズマ6が発生する。そして、
上述のガスの供給および排気と、円筒型回転体5の回転
とによって、基板面付近において、ガスの流れは基板面
に沿う方向になる。このガスの流れによって、ラジカル
は基板面近傍において、基板面に沿う方向に移送され
る。
Then, from the gas supply means and the gas exhaust means (both not shown), a high density gas is introduced between the electrodes (stage 4 and cylindrical rotor 5) through the gas supply port 15 and the gas exhaust port 16. A plasma 6 is generated by applying a high frequency electric field between the electrodes. And
Due to the supply and exhaust of the gas and the rotation of the cylindrical rotary member 5, the gas flows near the substrate surface in the direction along the substrate surface. Due to this gas flow, radicals are transferred in the direction along the substrate surface in the vicinity of the substrate surface.

【0119】このように、プラズマ処理装置810にお
いては、プラズマ発生領域を挟み、かつ円筒型回転体5
の回転方向にガスが流れるように配置されたガス供給口
15およびガス排気口16と、回転する円筒型回転体5
とが、電極間で発生したラジカルを移送する、協動的な
移送手段を構成している。
As described above, in the plasma processing apparatus 810, the cylindrical rotating body 5 is sandwiched between the plasma generating regions.
Gas supply port 15 and gas exhaust port 16 which are arranged so that gas flows in the direction of rotation of
And form a cooperative transfer means for transferring radicals generated between the electrodes.

【0120】そして、プラズマ6が基板3上の絶縁膜の
凸部に選択的に作用するように、円筒型回転体5やガス
供給口15およびガス排気口16の配置や回転速度、あ
るいはガスの流量等を制御し、円筒型回転体5と基板3
との間隔を所望の値に保ちつつプラズマ処理することに
よって、絶縁膜の平坦化を行う。
Then, so that the plasma 6 selectively acts on the convex portions of the insulating film on the substrate 3, the arrangement and rotation speed of the cylindrical rotor 5, the gas supply port 15 and the gas exhaust port 16 or the gas flow rate. Controlling the flow rate, etc., the cylindrical rotor 5 and the substrate 3
The insulating film is flattened by performing the plasma treatment while keeping the distance between and at a desired value.

【0121】またこの状態で、ステージ4が基板3を保
持しつつ、矢印8のごとく基板面と平行方向に移動する
ことにより、基板3全面にわたっての平坦化が可能であ
る。また逆に、円筒型回転体5やガス供給口15および
ガス排気ロ16全体を、基板面に対して基板面と平行方
向に走査しても、基板3全面にわたっての平坦化が可能
である。
Further, in this state, the stage 4 holds the substrate 3 and moves in a direction parallel to the substrate surface as indicated by an arrow 8, whereby the entire surface of the substrate 3 can be flattened. On the contrary, the entire surface of the substrate 3 can be flattened by scanning the entire cylindrical rotor 5, the gas supply port 15, and the gas exhaust rod 16 in the direction parallel to the substrate surface with respect to the substrate surface.

【0122】なお、本実施例では、プラズマ生成手段の
一方の電極である円筒体が回転体であるとしているが、
電極が回転体でなくとも、プラズマ発生領域を挟み、ガ
ス流が基板面に沿う方向となるようにガス供給口および
ガス排気口が配置される構成であっても良い。この場
合、電極を高速に回転させる機能が不要となるため、プ
ラズマ処理装置の構成要素を少なくすることができる。
また、ガス供給口またはガス排気口のどちら一方のみが
配置された構成であってもよい。
In this embodiment, the cylindrical body which is one of the electrodes of the plasma generating means is the rotating body.
Even if the electrode is not a rotating body, the gas supply port and the gas exhaust port may be arranged so that the gas flow is in the direction along the substrate surface with the plasma generation region interposed therebetween. In this case, the function of rotating the electrode at a high speed is not required, so that the number of components of the plasma processing apparatus can be reduced.
Alternatively, only one of the gas supply port and the gas exhaust port may be arranged.

【0123】さらに本実施例によれば、ガス供給口15
およびガス排気口16とが、基板面の直近に配置されて
いるので、高密度のガスを基板面付近に集中的に供給す
ることができる。同時に、基板面付近のガスを集中的に
排気できるので、本実施例によれば、反応容器を用いず
に、大気開放系においても適用することが可能である。
Further, according to this embodiment, the gas supply port 15
Since the gas exhaust port 16 and the gas exhaust port 16 are arranged in the immediate vicinity of the substrate surface, the high-density gas can be concentratedly supplied near the substrate surface. At the same time, the gas in the vicinity of the substrate surface can be exhausted in a concentrated manner. Therefore, according to the present embodiment, the invention can be applied to an atmosphere open system without using the reaction vessel.

【0124】次に、以下の実施例では、不均一な高周波
電界を発生する平坦化工程用プラズマ処埋装置について
説明する。以下の実施例において、本発明の平坦化工程
用プラズマ処理装置は、基板を保持するステージと、高
密度のガスを供給および排気するガス供給手段およびガ
ス排気手段と、高周波電源と互いに対向して配置される
一対の電極とからなるプラズマ生成手段とを備え、少な
くとも一方の電極は不均一電界を発生させる形状を有し
ている。
Next, in the following embodiments, a plasma processing apparatus for a flattening process for generating a non-uniform high frequency electric field will be described. In the following examples, the plasma processing apparatus for a flattening process of the present invention includes a stage for holding a substrate, a gas supply unit and a gas exhaust unit for supplying and exhausting a high density gas, and a high frequency power source facing each other. And a plasma generating means including a pair of electrodes arranged, at least one of the electrodes having a shape for generating a nonuniform electric field.

【0125】(実施例11)図12は、本実施例におけ
る平坦化工程用プラズマ処理装置900の構成を模式的
に示している。プラズマ処理装置900は、高周波電力
が供給される電極(以下加工用電極17aと呼ぶ)およ
び基板3を保持するステージ4を備えている。加工用電
極17aは、基板3に対向して配置され、かつその形状
は、基板3に向かって先鋭な形状を有している。加工用
電極17aは、プラズマ処理装置900におけるプラズ
マ生成手段の一方の電極を構成している。ステージ4は
接地されており、プラズマ生成手段のもう一方の電極を
構成する。
(Embodiment 11) FIG. 12 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 900 for flattening process in this embodiment. The plasma processing apparatus 900 includes an electrode (hereinafter referred to as a processing electrode 17a) to which high frequency power is supplied and a stage 4 that holds the substrate 3. The processing electrode 17 a is arranged so as to face the substrate 3, and its shape has a sharp shape toward the substrate 3. The processing electrode 17a constitutes one electrode of the plasma generating means in the plasma processing apparatus 900. The stage 4 is grounded and constitutes the other electrode of the plasma generating means.

【0126】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により電極間に高密度のガス雰囲気
を形成し、高周波電源41から電極間に高周波電界を印
加することによって、プラズマが電極の先鋭化した部位
付近に局在して発生する。なお、プラズマ処理装置90
0が図示しない反応容器の中に配置される場合には、ガ
ス供給手段およびガス排気手段により反応容器内全域に
高密度のガス雰囲気を形成してもよい。
Then, a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied from the high-frequency power source 41 to the electrodes so that plasma is generated between the electrodes. It occurs locally near the sharpened part. The plasma processing apparatus 90
When 0 is placed in a reaction container (not shown), a high-density gas atmosphere may be formed in the entire reaction container by the gas supply unit and the gas exhaust unit.

【0127】先鋭化した部位に局在化したプラズマ中の
ラジカルが、基板3上の絶縁膜の凸部に選択的に作用す
るように、加工用電極17aの配置および加工用電極1
7aと基板3との間隔を適切に設定することによって、
絶縁膜の平坦化を行う。
Arrangement of the processing electrode 17a and the processing electrode 1 so that the radicals in the plasma localized in the sharpened portion selectively act on the convex portions of the insulating film on the substrate 3.
By appropriately setting the distance between 7a and the substrate 3,
The insulating film is flattened.

【0128】またこの状態で、基板面に対して、矢印8
のごとく加工用電極17aを、基板面と平行方向に走査
することにより、基板3全面にわたっての平坦化が可能
である。逆にステージ4が、基板3を保持しつつ、基板
面と平行方向に移動しても、基板3全面にわたっての平
坦化が可能である。また、ステージ4または加工用電極
17aの少なくとも何れかを、基板面に垂直な軸と中心
として回転させても、同様に基板3の全面にわたっての
平坦化が可能である。
In this state, the arrow 8
By scanning the processing electrode 17a in the direction parallel to the substrate surface as described above, the entire surface of the substrate 3 can be flattened. Conversely, even if the stage 4 holds the substrate 3 and moves in a direction parallel to the substrate surface, the entire surface of the substrate 3 can be flattened. Further, even if at least one of the stage 4 and the processing electrode 17a is rotated about an axis perpendicular to the substrate surface, the entire surface of the substrate 3 can be flattened similarly.

【0129】また、本実施例においては、加工用電極1
7aが先鋭形状である。したがって、例えば、矢印8の
方向に加工用電極17aが基板面と平行方向に走査する
と、電極先端部分に向かって空間が狭まる形状によって
周囲のガスを巻き込み、先鋭形状の部位(プラズマ発生
領域)へ効果的に高密度のガスを供給できる。また、電
極先端部分へ供給されたガスが排気される場合において
も、空間が開放されているため、基板面付近から反応生
成物を効果的に排気できる。この効果は、ステージ4が
基板3を保持しつつ基板面と平行方向に移動しても同様
にして得ることができる。
Further, in the present embodiment, the processing electrode 1
7a has a sharp shape. Therefore, for example, when the processing electrode 17a scans in the direction of the arrow 8 in the direction parallel to the substrate surface, the surrounding gas is entrained by the shape in which the space is narrowed toward the electrode tip portion, and the sharpened portion (plasma generation region) is reached. A high-density gas can be supplied effectively. Further, even when the gas supplied to the tip portion of the electrode is exhausted, the reaction product can be effectively exhausted from the vicinity of the substrate surface because the space is opened. This effect can be similarly obtained even when the stage 4 holds the substrate 3 and moves in a direction parallel to the substrate surface.

【0130】また、上述の実施例7〜9の場合のよう
に、ステージ4に、基板面に垂直な軸を中心として回転
する機能を付与し、さらにステージ4の回転運動の周方
向に複数の基板3を保持できる機能とを付与することに
より、ステージ4が回転することによって複数の基板3
を一括して平坦化することも可能である。当然ながら、
ステージ4を回転させる代わりに、加工用電極17a
を、複数配置された基板3に対向する領域すべてをカバ
ーするように基板面に垂直な軸を中心として回転運動さ
せてもよい。
Further, as in the case of the above-mentioned seventh to ninth embodiments, the stage 4 is provided with a function of rotating about the axis perpendicular to the substrate surface, and a plurality of stages are provided in the circumferential direction of the rotary motion of the stage 4. By adding the function of holding the substrate 3, the stage 4 rotates to allow the plurality of substrates 3 to rotate.
It is also possible to collectively flatten. Of course,
Instead of rotating the stage 4, the processing electrode 17a
May be rotated about an axis perpendicular to the surface of the substrate so as to cover the entire area of the plurality of opposed substrates 3.

【0131】(実施例12)図13(a)および図13
(b)は、第12の実施例における平坦化工程用プラズ
マ処理装置910の構成を模式的に示している。プラズ
マ処理装置910において、図13(a)に示すよう
に、加工用電極17bは、基板3に対向して配置され、
かつ基板面と平行な軸と中心として回転する機能を有す
る円筒形状を有している。また、図13(b)に示すよ
うに、加工用電極17bの円筒表面には、複数の微小突
起53が配列されている。加工用電極17bは、プラズ
マ処理装置910におけるプラズマ生成手段の一方の電
極を構成する。また、プラズマ生成手段におけるもう一
方の電極は、基板3を保持するステージ4で接地されて
いる。
Example 12 FIGS. 13A and 13B
FIG. 14B schematically shows the configuration of the plasma processing apparatus 910 for the flattening process in the twelfth embodiment. In the plasma processing apparatus 910, as shown in FIG. 13A, the processing electrode 17b is arranged to face the substrate 3,
Moreover, it has a cylindrical shape having a function of rotating around an axis parallel to the substrate surface. Further, as shown in FIG. 13B, a plurality of minute projections 53 are arranged on the cylindrical surface of the processing electrode 17b. The processing electrode 17b constitutes one electrode of plasma generation means in the plasma processing apparatus 910. The other electrode of the plasma generating means is grounded by the stage 4 holding the substrate 3.

【0132】ガス供給手段およびガス排気手段(ともに
図示せず)により、電極間に高密度のガス雰囲気を形成
し、高周波電源41から電極間に高周波電界を印加する
ことによって、プラズマ6が電極の微小突起部位53付
近に局在して発生する。
A high-density gas atmosphere is formed between the electrodes by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied from the high-frequency power source 41 to the electrodes, so that the plasma 6 acts as an electrode. It occurs locally in the vicinity of the microprojection portion 53.

【0133】そして、局在化したプラズマ6が基板3上
の絶縁膜の凸部に選択的に作用するように、加工用電極
17bと基板3との間隔を保つことによって、絶縁膜の
平坦化を行う。
The insulating film is flattened by maintaining the distance between the processing electrode 17b and the substrate 3 so that the localized plasma 6 selectively acts on the convex portion of the insulating film on the substrate 3. I do.

【0134】また、この状態で、基板面に対して加工用
電極17bを、矢印8のごとく基板面と平行方向に走査
することにより、基板3全面にわたっての平坦化が可能
である。また逆に、ステージ4が、基板3を保持しつ
つ、基板面と平行方向に移動しても、基板3全面にわた
っての平坦化が可能である。
Further, in this state, by scanning the substrate surface with the processing electrode 17b in the direction parallel to the substrate surface as indicated by the arrow 8, the entire surface of the substrate 3 can be flattened. Conversely, even when the stage 4 holds the substrate 3 and moves in a direction parallel to the substrate surface, the entire surface of the substrate 3 can be planarized.

【0135】本実施例によるプラズマ処理装置910に
おいては、加工用電極17bが回転することによって形
成される、基板面に平行なガス流の効果(実施例3(図
4)と同様の効果)と、加工用電極17bが不均一電界
を発生することによるプラズマ6の局在化の効果とが、
平坦化に寄与する。従って、プラズマ処理装置910
は、より平坦化能力に優れた構成を有している。
In the plasma processing apparatus 910 according to the present embodiment, the effect of the gas flow parallel to the substrate surface, which is formed by rotating the processing electrode 17b (the same effect as the third embodiment (FIG. 4)), and , The effect of localization of the plasma 6 due to the non-uniform electric field generated by the processing electrode 17b,
Contributes to flattening. Therefore, the plasma processing apparatus 910
Has a configuration excellent in flattening ability.

【0136】(実施例13)図14は、第13の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置920の構成を模
式的に示している。プラズマ処理装置920において、
加工用電極17cは、基板3に対向して配置され、か
つ、基板面と垂直な軸を中心として回転する機能を有す
る円盤形状を有している。加工用電極17cの円盤の、
基板3と対向する表面には、複数の微小突起(図示せ
ず)が配列されている。加工用電極17cは、プラズマ
処理装置920におけるプラズマ生成手段の一方の電極
を構成する。また、プラズマ生成手段における接地され
たもう一方の電極は、基板3を保持するステージ4であ
る。
(Embodiment 13) FIG. 14 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 920 for planarization process according to a 13th embodiment. In the plasma processing apparatus 920,
The processing electrode 17c is arranged so as to face the substrate 3 and has a disk shape having a function of rotating around an axis perpendicular to the substrate surface. Of the disk of the processing electrode 17c,
A plurality of minute protrusions (not shown) are arranged on the surface facing the substrate 3. The processing electrode 17c constitutes one electrode of plasma generation means in the plasma processing apparatus 920. The other grounded electrode in the plasma generating means is the stage 4 that holds the substrate 3.

【0137】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により電極間に高密度のガス雰囲気
を形成し、高周波電源41から電極間に高周波電界を印
加することによって、プラズマ6が電極の微小突起部位
付近に局在して発生する。
Then, a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied from the high-frequency power source 41 to the electrodes, so that the plasma 6 is discharged to the electrodes. It occurs in the vicinity of the microprojection site.

【0138】局在化したプラズマ6が基板3上の絶縁膜
の凸部に選択的に作用するように、加工用電極17cと
基板3との間隔を保ちつつ、プラズマエッチング処理す
ることによって、絶縁膜の平坦化を行う。
The plasma etching process is performed while maintaining the distance between the processing electrode 17c and the substrate 3 so that the localized plasma 6 selectively acts on the convex portion of the insulating film on the substrate 3. The film is flattened.

【0139】本実施例によるプラズマ処理装置920に
おいては、加工用電極17cが回転することによって形
成されるガス流による、基板面に平行な方向のラジカル
の移送効果(実施例6(図7)の効果)と、加工用電極
17cが不均一電界を発生することによるプラズマ6の
局在化効果とが、共に平坦化に寄与するため、プラズマ
処理装置920は平坦化能力に優れた装置構成となって
いる。さらに、加工用電極17cの回転連動に対して、
その周方向に沿ってステージ4上に基板3を複数配置す
ることによって、複数の基板3を一括して処理すること
が可能である。
In the plasma processing apparatus 920 according to the present embodiment, the radical transport effect in the direction parallel to the substrate surface by the gas flow formed by the rotation of the processing electrode 17c (of the sixth embodiment (FIG. 7)). Effect) and the localization effect of the plasma 6 due to the non-uniform electric field generated by the processing electrode 17c contribute to the flattening, so that the plasma processing apparatus 920 has an apparatus configuration excellent in flattening ability. ing. Furthermore, for the rotation interlocking of the processing electrode 17c,
By arranging the plurality of substrates 3 on the stage 4 along the circumferential direction, it is possible to collectively process the plurality of substrates 3.

【0140】(実施例14)図15は、第14の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置930の構成を模
式的に示している。プラズマ処理装置930において、
加工用電極17dは基板面に対して平行に配置され、か
つワイヤー形状を有している。加工用電極17dは、プ
ラズマ処理装置930におけるプラズマ生成手段の一方
の電極を構成する。また、プラズマ生成手段における接
地されたもう一方の電極は、基板3を保持するステージ
4である。
(Embodiment 14) FIG. 15 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 930 for a flattening process according to a fourteenth embodiment. In the plasma processing apparatus 930,
The processing electrode 17d is arranged parallel to the substrate surface and has a wire shape. The processing electrode 17d constitutes one electrode of plasma generation means in the plasma processing apparatus 930. The other grounded electrode in the plasma generating means is the stage 4 that holds the substrate 3.

【0141】ガス供給手段およびガス排気手段(ともに
図示せず)により電極間に高密度のガス雰囲気を形成
し、高周波電源41から電極間に高周波電界を印加する
ことによって、プラズマ6がワイヤー形状の加工用電極
17d付近に局在して発生する。
A high-density gas atmosphere is formed between the electrodes by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied between the high-frequency power source 41 and the electrodes, so that the plasma 6 has a wire shape. It is generated locally near the processing electrode 17d.

【0142】そして、プラズマ6が基板3上の絶縁膜の
凸部に選択的に作用するように、加工用電極17dと基
板3との間隔を保つことによって、絶縁膜の平坦化が可
能となる。
The insulating film can be flattened by maintaining the distance between the processing electrode 17d and the substrate 3 so that the plasma 6 selectively acts on the convex portions of the insulating film on the substrate 3. .

【0143】また、この状態で、基板面に対して加工用
電極17dを、基板面と平行方向に走査すれば、基板3
全面にわたっての平坦化が可能である。また、加工用電
極17dを、基板面に対向するように、並列に配置され
た複数のワイヤ形状電極によって構成すれば、加工用電
極17dを走査する距離が少なくなり、短時間で平坦化
処理が行える。なお、上記とは逆にステージ4が基板3
を保持しつつ、基板面と平行方向に移動しても基板面3
全面にわたっての平坦化が可能になる。
In this state, if the processing electrode 17d is scanned on the substrate surface in the direction parallel to the substrate surface, the substrate 3
Flattening over the entire surface is possible. Further, if the processing electrode 17d is composed of a plurality of wire-shaped electrodes arranged in parallel so as to face the substrate surface, the distance for scanning the processing electrode 17d is reduced, and the planarization process can be performed in a short time. You can do it. Contrary to the above, the stage 4 is the substrate 3
Even if the substrate surface 3 is moved in the direction parallel to the substrate surface while holding
The entire surface can be flattened.

【0144】本実施例のように、加工用電極17dにワ
イヤー形状を採用することによって、不均一な電界を発
生させる電極が簡易に作製でき、安価なプラズマ処理装
置を実現できる。
By adopting a wire shape for the processing electrode 17d as in this embodiment, an electrode for generating a non-uniform electric field can be easily manufactured and an inexpensive plasma processing apparatus can be realized.

【0145】(実施例15)図16は、第15の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置940の構成を模
式的に示している。プラズマ処理装置940において
は、電極17eおよび電極18が、基板面の上方に、基
板面と平行な方向に相対して配置されている。そして、
電極17eと電極18とは、それぞれが、互いの電極に
向かって先鋭な形状を有している。本実施例において
は、電極17eおよび電極18が、プラズマ生成手段の
一対の電極を構成する。
(Embodiment 15) FIG. 16 schematically shows the structure of a plasma processing apparatus 940 for a planarization process according to a 15th embodiment. In the plasma processing apparatus 940, the electrode 17e and the electrode 18 are arranged above the substrate surface so as to face each other in a direction parallel to the substrate surface. And
Each of the electrode 17e and the electrode 18 has a sharp shape toward the other electrode. In this embodiment, the electrode 17e and the electrode 18 form a pair of electrodes of the plasma generating means.

【0146】ガス供給手段およびガス排気手段(ともに
図示せず)によりこの一対の電極間に高密度のガス雰囲
気を形成し、高周波電源41から電極間に高周波電界を
印加することによって、プラズマ6が、電極17eおよ
び電極18の先鋭化した部位付近に局在して発生する。
A high-density gas atmosphere is formed between the pair of electrodes by a gas supply means and a gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field is applied between the high-frequency power source 41 and the electrodes to generate plasma 6. , Occurs locally near the sharpened portions of the electrodes 17e and the electrodes 18.

【0147】そして、ラジカルが基板上の絶縁膜の凸部
に選択的に作用するように電極17eおよび電極18の
配置および相対距離等を適切に設定し、一対の電極と基
板3との間隔を保つことによって、絶縁膜の平坦化を行
う。
Then, the arrangement and relative distances of the electrodes 17e and 18 are appropriately set so that the radicals selectively act on the convex portions of the insulating film on the substrate, and the distance between the pair of electrodes and the substrate 3 is set. By keeping it, the insulating film is flattened.

【0148】また、この状態で、一対の電極を、その相
対位置を保ったまま、矢印8のごとく基板面に対して平
行方向に走査すれば、基板3の全面にわたっての平坦化
が可能である。また、ステージ4が移動しても、同様に
平坦化が可能である。
In this state, if the pair of electrodes are scanned in the direction parallel to the substrate surface as indicated by the arrow 8 while keeping their relative positions, the entire surface of the substrate 3 can be flattened. . Further, even if the stage 4 moves, it can be flattened similarly.

【0149】本実施例によるプラズマ処理装置940の
構成によれば、電界の方向は、基板面に沿う方向(基板
面に平行な成分)が主成分となる。したがって、電界に
沿って運動する荷電粒子も基板面に沿う方向が主成分と
なるため、この荷電粒子との衝突によって生成されるラ
ジカルも基板面に沿う方向に移動する速度成分が大きく
なる。これにより、ラジカルは基板面の凹凸形状の凸部
に選択的に作用する効果が付加され、平坦化能力を向上
して処理できる。
According to the structure of the plasma processing apparatus 940 of this embodiment, the direction of the electric field is mainly the direction along the substrate surface (component parallel to the substrate surface). Therefore, since the charged particles moving along the electric field have the main component in the direction along the substrate surface, the radicals generated by the collision with the charged particles also have a large velocity component moving in the direction along the substrate surface. As a result, radicals have the effect of selectively acting on the convex and concave portions of the substrate surface, and the planarization ability can be improved for treatment.

【0150】(実施例16)図17は、第16の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置950を模式的に
示している。プラズマ処理装置950は、基板3を保持
するステージ4と、高周波電源41および互いに対向し
て配置される一対の電極19および20を有するプラズ
マ生成手段と、高密度のガスを基板面付近に集中的に供
給するガス供給手段21と、基板面付近の大気および反
応生成物を集中的に排気するガス排気手段22とを備え
ており、大気中でプラズマを発生させて基板3の平坦化
を行う。
(Embodiment 16) FIG. 17 schematically shows a plasma processing apparatus 950 for flattening process according to a sixteenth embodiment. The plasma processing apparatus 950 has a stage 4 for holding the substrate 3, a plasma generation means having a high frequency power supply 41 and a pair of electrodes 19 and 20 arranged to face each other, and a high-density gas concentrated in the vicinity of the substrate surface. And a gas exhausting means 22 for exhausting the atmosphere and reaction products near the substrate surface in a concentrated manner. Plasma is generated in the atmosphere to flatten the substrate 3.

【0151】図17に示されるように、本実施例におけ
る平坦化工程用プラズマ処理装置950においては、電
極19と、これに相対する電極20とが、基板面の上方
に配置されている。さらに、基板面付近に高密度のガス
を集中的に供給するためのガス供給口21、および基板
面付近から大気および反応生成物を集中的に排気するた
めのガス排気ロ22とが、一対の電極19および20の
上部直近に配置されている。
As shown in FIG. 17, in the plasma processing apparatus 950 for the flattening process in this embodiment, the electrode 19 and the electrode 20 facing the electrode 19 are arranged above the substrate surface. Further, a gas supply port 21 for intensively supplying a high-density gas near the substrate surface and a gas exhaust port 22 for exhausting the atmosphere and reaction products intensively from near the substrate surface form a pair. It is located immediately above the electrodes 19 and 20.

【0152】そして、大気に開放された系で、ガス供給
手段およびガス排気手段(ともに図示せず)からガス供
給口21およびガス排気口22を通して電極19および
20の間に高密度のガスを導入し、高周波電源41から
電極19および20間に高周波電界を印加することによ
ってプラズマ6が発生する。
Then, in a system open to the atmosphere, a high-density gas is introduced between the electrodes 19 and 20 from the gas supply means and the gas exhaust means (both not shown) through the gas supply port 21 and the gas exhaust port 22. Then, by applying a high frequency electric field from the high frequency power source 41 between the electrodes 19 and 20, plasma 6 is generated.

【0153】そして、プラズマ6が基板3上の絶縁膜の
凸部に選択的に作用するように一対の電極19および2
0の配置および相対距離等を設定して、一対の電極19
および20と基板3との間隔を保ちつつプラズマエッチ
ング処理することによって、絶縁膜の平坦化を行う。
Then, the pair of electrodes 19 and 2 are arranged so that the plasma 6 selectively acts on the convex portions of the insulating film on the substrate 3.
By setting the arrangement of 0, the relative distance, etc., the pair of electrodes 19
The insulating film is flattened by performing a plasma etching process while keeping the distance between the substrate 20 and the substrate 3.

【0154】また、この状態で、一対の電極19および
20を、相対位置を保ったまま、基板面に対して基板面
と平行方向に走査すれば、基板3の全面にわたっての平
坦化が可能である。逆に、ステージを走査させても同様
である。
Further, in this state, if the pair of electrodes 19 and 20 are scanned in the direction parallel to the substrate surface while keeping the relative positions, it is possible to flatten the entire surface of the substrate 3. is there. Conversely, the same applies when the stage is scanned.

【0155】本実施例においては、一対の電極19およ
び20のごく近傍にガス供給口21およびガス排気口2
2を配置している。このことによって、プラズマ6を安
定して発生させるための、希ガスを含む高密度のガスを
電極19および20間に十分に供給できるとともに、プ
ラズマ6が安定して発生するには不要な大気と、基板面
付近に発生する反応生成物とを集中的に排気できる。し
たがって、大気中においても、プラズマ6を安定して維
持でき、また、反応生成物が大気中に拡散することを抑
えることができる。また、大気中でプラズマ処理を行う
ため、真空を維持するための真空装置が不要となる上
に、基板3の取り付け、移動などが容易になり、プラズ
マ処理装置の操作が簡便になる。
In this embodiment, the gas supply port 21 and the gas exhaust port 2 are provided in the immediate vicinity of the pair of electrodes 19 and 20.
2 are arranged. As a result, a high-density gas containing a rare gas for stably generating the plasma 6 can be sufficiently supplied between the electrodes 19 and 20, and an atmosphere which is not necessary for the stable generation of the plasma 6 can be obtained. The reaction products generated near the substrate surface can be exhausted intensively. Therefore, the plasma 6 can be stably maintained even in the atmosphere, and the diffusion of reaction products into the atmosphere can be suppressed. Further, since the plasma processing is performed in the atmosphere, a vacuum device for maintaining a vacuum is not necessary, and the substrate 3 can be easily attached and moved, and the operation of the plasma processing device can be simplified.

【0156】(実施例17)本実施例では、より具体的
な半導体素子に対する応用例を用いて説明する。半導体
素子がDRAMである場合、絶縁膜に段差形状を作る原
因は、絶縁膜の下に形成されたメモリセルである。図1
8にDRAM製造過程での半導体素子基板960の断面
を模式的に示す。半導体素子基板960は、基板24上
にメモリセル23が形成されたメそリセル領域と、周辺
回路領域とに大別される。したがって、絶縁膜25の表
面は、メモリセル領域が全体に高く、周辺回路領域が全
体的に低くなる、うねりが形成され、その上に個々のメ
モリセル23による凹凸23aが付与された形状とな
る。このようなうねり形状の絶縁膜を平坦化する場合、
メモリセル領域のみを選択的に平坦化し、周辺回路領域
は全く加工しないことが要求される。
(Embodiment 17) This embodiment will be described by using a more specific application example to a semiconductor element. When the semiconductor element is a DRAM, the cause of forming the step shape in the insulating film is the memory cell formed under the insulating film. Figure 1
8 schematically shows a cross section of the semiconductor element substrate 960 in the DRAM manufacturing process. The semiconductor device substrate 960 is roughly divided into a memory cell region in which the memory cells 23 are formed on the substrate 24 and a peripheral circuit region. Therefore, the surface of the insulating film 25 has a shape in which the memory cell region is entirely high and the peripheral circuit region is generally low, and undulations are formed, and the unevenness 23 a by the individual memory cells 23 is provided thereon. . When flattening such a wavy insulating film,
It is required to selectively flatten only the memory cell region and not process the peripheral circuit region at all.

【0157】図19は、本実施例による平坦化工程用プ
ラズマ処理装置970の構成を模式的に示している。プ
ラズマ処理装置970は、基板3を保持するステージ4
と、高密度のガスを供給、排気するガス供給手段および
ガス排気手段(図示せず)と、高周波電源41および互
いに対向して配置される一対の電極26および4とを有
するプラズマ生成手段とを備えている。ステージ4は、
一対の電極のうち、接地電極をかねている。一対の電極
の一方は、基板3上の平坦化を行う領域と行わない領域
とに合わせた凹凸形状を有している。
FIG. 19 schematically shows the structure of the plasma processing apparatus 970 for the flattening process according to this embodiment. The plasma processing apparatus 970 includes a stage 4 that holds the substrate 3.
A gas supply means and a gas exhaust means (not shown) for supplying and exhausting a high density gas, and a plasma generation means having a high frequency power supply 41 and a pair of electrodes 26 and 4 arranged to face each other. I have it. Stage 4 is
Of the pair of electrodes, it also serves as a ground electrode. One of the pair of electrodes has a concavo-convex shape that matches the region on the substrate 3 where the planarization is performed and the region where the planarization is not performed.

【0158】図19に示すように、平坦化工程用プラズ
マ処理装置970においては、基板3に対向して、円盤
体26が配置されている。円盤体26は、基板3の平坦
化を行う領域と行わない領域とに合わせて、平坦化を行
う領域、即ち、メモリセル領域に相対する領域を凸状
(凸部領域26a)に、平坦化を行わない領域、即ち、
周辺回路領域に相対する領域を凹状に形成した凹凸形状
を有している。また、基板3を保持するステージ4と円
盤体26とがプラズマ生成手段における一対の電極を構
成している。
As shown in FIG. 19, in the plasma processing apparatus 970 for the flattening process, the disk body 26 is arranged so as to face the substrate 3. In the disk body 26, a flattening region, that is, a region opposite to the memory cell region is flattened in a convex shape (a convex region 26a) in accordance with a flattening region and a non-flattening region of the substrate 3. Area that does not
It has an uneven shape in which a region facing the peripheral circuit region is formed in a concave shape. Further, the stage 4 holding the substrate 3 and the disk body 26 form a pair of electrodes in the plasma generating means.

【0159】そして、ガス供給手段およびガス排気手段
(ともに図示せず)により、電極(円盤体26およびス
テージ4)間に高密度のガス雰囲気を形成し、電極間に
高周波電源41から高周波電界を印加する。このことに
より、円盤体26とステージ4との間であって、かつ円
盤体26における凸部領域26aに対向する空間にのみ
選択的にプラズマ6を発生させることができる。これ
は、電極間距離が狭い領域においては、電界強度が大き
くなる事による。
Then, a high-density gas atmosphere is formed between the electrodes (the disk body 26 and the stage 4) by means of the gas supply means and the gas exhaust means (both not shown), and a high-frequency electric field from the high-frequency power source 41 is applied between the electrodes. Apply. As a result, the plasma 6 can be selectively generated only in the space between the disc body 26 and the stage 4 and facing the convex region 26 a of the disc body 26. This is because the electric field strength increases in the region where the distance between the electrodes is narrow.

【0160】そして、円盤体26と基板3との間隔を適
切に保つことによって、平坦化を行いたい所望の領域の
みに選択的にラジカルを作用させる。
By properly maintaining the distance between the disk body 26 and the substrate 3, the radicals are selectively made to act only on the desired region to be flattened.

【0161】この結果、本実施例によるプラズマ処理装
置970の構成によれば、平坦化を行うべき基板領域
(例えばメモリセル領域)に集中的にラジカルを到達さ
せることができるので、絶縁膜のうねり成分を減じるこ
とができる。
As a result, according to the structure of the plasma processing apparatus 970 of this embodiment, radicals can be made to reach the substrate region (for example, the memory cell region) to be planarized in a concentrated manner, so that the undulation of the insulating film is caused. The ingredients can be reduced.

【0162】(実施例18)図20は、第18の実施例
による平坦化工程用プラズマ処理装置980の構成を模
式的に示す。プラズマ処理装置980においては、基板
3に対向して、基板面と平行な軸を中心として回転する
機能を有する円筒型回転体5が配置されている。そし
て、基板3を保持するステージ4は、基板3の平坦化を
行うべき領域と行わない領域とに合わせ、平坦化を行う
べき領域、即ち、メモリセル領域に対応する領域を凸状
(凸部領域4c)に、平坦化を行わない領域を凹状に形
成した凹凸形状を有している。また、基板3を保持する
ステージ4と円筒型回転体5とがプラズマ生成手段の一
対の電極を構成している。従って、ステージ4を基板面
と平行に走査させると(図中の矢印8の方向に走査)、
円筒型回転体5が凸部領域4cと対向する場合には一対
の電極の電極間距離は小さく、それ以外の凹部と対向す
る場合には電極間距離が大きくなる。
(Embodiment 18) FIG. 20 schematically shows a structure of a plasma processing apparatus 980 for a flattening process according to an 18th embodiment. In the plasma processing apparatus 980, a cylindrical rotating body 5 that faces the substrate 3 and has a function of rotating about an axis parallel to the substrate surface is arranged. Then, the stage 4 that holds the substrate 3 has a convex (convex portion) region that should be flattened, that is, a region corresponding to the memory cell region, in accordance with a region that should be flattened and a region that is not flattened. The region 4c) has a concavo-convex shape in which a region that is not flattened is formed in a concave shape. Further, the stage 4 holding the substrate 3 and the cylindrical rotating body 5 constitute a pair of electrodes of the plasma generating means. Therefore, when the stage 4 is scanned parallel to the substrate surface (scanning in the direction of arrow 8 in the figure),
The distance between the electrodes of the pair of electrodes is small when the cylindrical rotating body 5 faces the convex region 4c, and the distance between the electrodes becomes large when the cylindrical rotating body 5 faces the other concave portions.

【0163】ガス供給手段およびガス排気手段(ともに
図示せず)により、電極(円筒型回転体5およびステー
ジ4)間に高密度のガス雰囲気を形成するとともに、高
周波電源41から電極間に高周波電界を印加し、更に、
ステージ4を矢印8の方向に走査する。このことによ
り、円筒型回転体5と基板3との間であって、かつステ
ージ4における凸部領域4cと対向する空間にのみ選択
的にプラズマ6を発生させることができる。この結果、
平坦化を行うべき基板領域に集中的にラジカルが到達す
る。このことにより、例えば、実施例17の場合と同様
に半導体素子基板960の平坦化を行う場合には、メモ
リセル領域と周辺回路領域とのうねりの成分を減じるこ
とができる。また、ステージ4の走査によって円筒型回
転体5が凸部領域4cと対向する場合には、実施例3
(図4)と同様に、円筒型回転体5の回転運動によっ
て、これと対向する基板3の表面を平坦化する事ができ
る。例えば、図18のメモリセル領域上の絶縁膜の凹凸
23aを平坦化できる。
A gas supply means and a gas exhaust means (both not shown) form a high-density gas atmosphere between the electrodes (cylindrical rotor 5 and stage 4), and a high-frequency electric field between the high-frequency power source 41 and the electrodes. Is applied, and
The stage 4 is scanned in the direction of arrow 8. As a result, the plasma 6 can be selectively generated only in the space between the cylindrical rotating body 5 and the substrate 3 and facing the convex region 4c of the stage 4. As a result,
Radicals intensively reach the substrate region to be planarized. As a result, for example, when the semiconductor element substrate 960 is flattened as in the case of the seventeenth embodiment, it is possible to reduce the waviness component between the memory cell region and the peripheral circuit region. In addition, in the case where the cylindrical rotating body 5 faces the convex portion region 4c by the scanning of the stage 4, the third embodiment
Similarly to (FIG. 4), the surface of the substrate 3 facing this can be flattened by the rotational movement of the cylindrical rotating body 5. For example, the unevenness 23a of the insulating film on the memory cell region of FIG. 18 can be flattened.

【0164】ラジカルが基板3上の絶縁膜の平坦化を行
うべき領域に選択的に作用するように、円筒型回転体5
の配置や回転速度および円筒型回転体5と基板3との間
隔を適切に設定することによって絶縁膜の平坦化を行
う。
The cylindrical rotor 5 is so arranged that the radicals selectively act on the region of the substrate 3 where the insulating film should be flattened.
The insulating film is flattened by appropriately setting the arrangement and rotation speed of the above and the distance between the cylindrical rotating body 5 and the substrate 3.

【0165】なお、上記とは逆に、円筒型回転体5を基
板面と平行方向に走査しても、上記と同様に基板3全面
にわたっての平坦化が可能である。
Contrary to the above, even if the cylindrical rotary member 5 is scanned in the direction parallel to the substrate surface, it is possible to flatten the entire surface of the substrate 3 in the same manner as above.

【0166】本実施例によるプラズマ処理装置980の
構成においては、凹凸形状を有する電極を、基板3を保
持するステージ4としているため、ステージ4と対向す
るもう一方の電極である円筒型回転体5が回転運動を行
っても、生成されるプラズマ領域は、基板3上の平坦化
を行うべき領域と対向する空間に限定される。このた
め、主として平坦化を行う基板領域に集中的にラジカル
が到達し、うねりの成分を減じることができる上に、更
に、円筒型回転体5の回転運動によって、基板面と平行
なガス流を形成することが可能となり、平坦化能力のよ
り高い、即ち、グローバル平坦化が可能なプラズマエッ
チング処理が可能となる。
In the configuration of the plasma processing apparatus 980 according to this embodiment, since the electrode having the uneven shape is the stage 4 for holding the substrate 3, the cylindrical rotating body 5 which is the other electrode facing the stage 4 is used. Even if the rotating motion is performed, the generated plasma region is limited to the space facing the region on the substrate 3 to be planarized. For this reason, radicals mainly reach the substrate area to be flattened in a concentrated manner, and the undulation component can be reduced, and further, due to the rotational movement of the cylindrical rotary member 5, a gas flow parallel to the substrate surface is generated. It becomes possible to form a plasma etching process having a higher planarization ability, that is, capable of global planarization.

【0167】なお、基板3を保持するステージ4が凹凸
形状を有する電極である場合、ステージ4またはステー
ジと対向するもう一方の電極のどちらか、もしくはその
両方が、基板面に沿う方向に運動することにより、基板
面に平行なガス流を形成しても、プラズマ6を基板上の
平坦化を行う領域と対向する空間のみに発生させること
ができ、上記の効果を得ることが可能である。さらに、
ステージ4と対向するもう一方の電極が、基板面と垂直
な軸を中心として回転する機能を有する円盤型回転体で
ある場合には、実施例5(図6(b))と同様に、複数
の基板3を円盤型回転体の回転周方向に沿ってステージ
4上に配置することにより、複数の基板3を一括して処
理することが可能である。
When the stage 4 holding the substrate 3 is an electrode having an uneven shape, either the stage 4 or the other electrode facing the stage, or both of them move in the direction along the substrate surface. As a result, even if a gas flow parallel to the surface of the substrate is formed, the plasma 6 can be generated only in the space facing the flattening region on the substrate, and the above effect can be obtained. further,
When the other electrode facing the stage 4 is a disk-shaped rotating body having a function of rotating about an axis perpendicular to the substrate surface, a plurality of electrodes are provided as in the fifth embodiment (FIG. 6B). It is possible to collectively process a plurality of substrates 3 by arranging the substrates 3 on the stage 4 along the circumferential direction of rotation of the disk-shaped rotating body.

【0168】[0168]

【発明の効果】以上のように、本発明による半導体素子
の製造方法、あるいはプラズマ処理装置によれば、高性
能の半導体素子を低コストにて製造できる。
As described above, the semiconductor device according to the present invention
According to the manufacturing method of
Capable semiconductor element at low cost.

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

【図1】局在したプラズマ領域を利用して、平坦化を行
うことを説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating performing planarization by utilizing a localized plasma region.

【図2】本発明において、ラジカルの移送装置が円筒型
回転体であるプラズマ処理装置の構成を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which a radical transfer device is a cylindrical rotating body in the present invention.

【図3】(a)は、本発明において、ラジカルの移送装
置が円筒型回転体であり、ガスを円筒型回転体内部から
供給するプラズマ処理装置の構成を説明する図であり、
(b)は、(a)に示すプラズマ処理装置の装置斜視図
である。
FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which a radical transfer device is a cylindrical rotating body and gas is supplied from the inside of the cylindrical rotating body in the present invention;
(B) is an apparatus perspective view of the plasma processing apparatus shown in (a).

【図4】本発明において、ラジカルの移送装置が円筒型
回転体であり、プラズマが基板と対向する領域に発生す
るプラズマ処埋装置の構成を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a plasma treatment device in which a radical transfer device is a cylindrical rotating body and plasma is generated in a region facing a substrate in the present invention.

【図5】(a)は、本発明において、ラジカルの移送装
置が円筒型回転体であり、ラジカルが円筒型回転体内部
から供給されるプラズマ処理装置の構成を説明する図で
あり、(b)は、(a)に示すプラズマ処理装置の装置
斜視図である。
FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which a radical transfer device is a cylindrical rotating body and radicals are supplied from the inside of the cylindrical rotating body in the present invention; 8A is a device perspective view of the plasma processing device shown in FIG.

【図6】(a)は、本発明において、ラジカルの移送装
置が円盤型回転体であるプラズマ処理装置の構成を説明
する図であり、(b)は、(a)に示すプラズマ処理装
置を上部より見た図である。
FIG. 6 (a) is a diagram for explaining the configuration of a plasma processing apparatus in which the radical transfer device is a disk-shaped rotating body in the present invention, and FIG. 6 (b) is a diagram illustrating the plasma processing apparatus shown in (a). It is the figure seen from the upper part.

【図7】本発明において、ラジカルの移送装置が円盤型
回転体であり、プラズマが基板と対向する領域に発生す
るプラズマ処埋装置の構成を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a plasma treatment device in which a radical transfer device is a disk-shaped rotating body and plasma is generated in a region facing a substrate in the present invention.

【図8】本発明において、ラジカルの移送装置が基板を
保持するステージであるプラズマ処理装置の構成を説明
する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which a radical transfer device is a stage for holding a substrate in the present invention.

【図9】本発明において、ラジカルの移送装置が基板を
保持するステージであり、プラズマが基板と対向する領
域に発生するプラズマ処埋装置の構成を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a plasma treatment device in which a radical transfer device is a stage for holding a substrate and plasma is generated in a region facing the substrate in the present invention.

【図10】本発明において、一方の電極は基板面に平行
な面内で回転運動する機能を有し、電極間距離が外周面
になるにつれて大きくなるプラズマ処理装置の構成を説
明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which one electrode has a function of rotating in a plane parallel to a substrate surface and the distance between the electrodes increases as the outer peripheral surface increases in the present invention. .

【図11】本発明において、ラジカルの移送装置が円筒
型回転体およびガス供給口とガス排気口であるプラズマ
処理装置の構成を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which a radical transfer device is a cylindrical rotor, and a gas supply port and a gas exhaust port in the present invention.

【図12】本発明において、不均一電界を発生させる電
極が、基板に向かって先鋭な形状を有するプラズマ処理
装置の構成を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which an electrode for generating a nonuniform electric field has a sharp shape toward a substrate in the present invention.

【図13】(a)は、本発明において、不均一電界を発
生させる電極が、円筒型回転体であり、かつ円筒表面に
は微小突起が配列されている形状であるプラズマ処理装
置の構成を説明する図であり、(b)は、(a)に示す
プラズマ処理装置における電極表面付近を詳細に説明す
る図である。
FIG. 13 (a) shows a configuration of a plasma processing apparatus according to the present invention, in which an electrode for generating a non-uniform electric field is a cylindrical rotating body and fine protrusions are arranged on the cylindrical surface. It is a figure explaining, and (b) is a figure explaining in detail the electrode surface vicinity in the plasma processing apparatus shown to (a).

【図14】本発明において、不均一電界を発生させる電
極が、円盤型であり、かつ円盤の表面には微小突起が配
列されている形状であるプラズマ処理装置の構成を説明
する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus according to the present invention in which an electrode for generating a non-uniform electric field has a disk shape and fine projections are arranged on the surface of the disk.

【図15】本発明において、不均一電界を発生させる電
極が、ワイヤー形状であるプラズマ処理装置の構成を説
明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which an electrode for generating a nonuniform electric field has a wire shape in the present invention.

【図16】本発明において、不均一電界を発生させる一
対の電極が、基板と対向して配置され、互いの電極がも
う一方の電極に向かって先鋭な形状を有するプラズマ処
理装置の構成を説明する図である。
FIG. 16 illustrates a structure of a plasma processing apparatus in which a pair of electrodes for generating a non-uniform electric field are arranged so as to face a substrate, and each electrode has a sharp shape toward the other electrode in the present invention. FIG.

【図17】本発明において、高密度のガスを基板面付近
に導入する導入装置とパーティクルを基板面付近から除
去する除去装置とを有し、大気中で処理できるプラズマ
処理装置の構成を説明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of a plasma processing apparatus that has an introducing device for introducing a high-density gas into the vicinity of the substrate surface and a removing device for removing particles from the vicinity of the substrate surface in the present invention, and that can be processed in the atmosphere. It is a figure.

【図18】DRAMの製造工程において、半導体素子基
板の絶縁膜にうねりが形成されることを説明する図であ
る。
FIG. 18 is a diagram illustrating that undulations are formed in the insulating film of the semiconductor element substrate in the DRAM manufacturing process.

【図19】本発明において、一方の電極が平坦化を行う
基板領域と平坦化を行わない基板領域とに合わせて凹凸
形状を有するプラズマ処理装置の構成を説明する図であ
る。
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus in which one electrode has a concavo-convex shape in accordance with a substrate region in which one electrode is planarized and a substrate region in which one electrode is not planarized.

【図20】本発明において、平坦化を行う基板領域と平
坦化を行わない基板領域とに合わせて凹凸形状を有する
電極は基板を保持するステージであり、もう一方の電極
は円筒型回転体であるプラズマ処理装置の構成を説明す
る図である。
FIG. 20. In the present invention, an electrode having a concavo-convex shape corresponding to a substrate region to be flattened and a substrate region not to be flattened is a stage for holding a substrate, and the other electrode is a cylindrical rotating body. It is a figure explaining the structure of a certain plasma processing apparatus.

【図21】レジストエッチバックによって平坦化を行う
ことを説明する図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating that planarization is performed by resist etch back.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 局在したプラズマ領域 2 被平坦化加工物 3 基板 4 ステージ 5 円筒型回転体 6 プラズマ 7 導電板 9 ガス導入路 10 内部円筒体 11 円盤型回転体 12 導電ブロック 15 ガス供給ロ 16 ガス排気口 17a〜17e 加工用電極 23 メモリセル 25 絶縁膜 1 Localized plasma region 2 Flattened workpiece 3 substrates 4 stages 5 Cylindrical rotating body 6 plasma 7 Conductive plate 9 gas introduction path 10 Internal cylinder 11 Disk type rotating body 12 Conductive block 15 Gas supply 16 gas exhaust port 17a to 17e Processing electrode 23 memory cells 25 insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 勇▲蔵▼ 大阪府交野市私市8丁目16番19号 (56)参考文献 特開 平8−222548(JP,A) 特開 平9−31670(JP,A) 特開 平7−74146(JP,A) 特開 平6−85059(JP,A) 特開 平8−323699(JP,A) 特開 平6−251894(JP,A) 特開 平7−106311(JP,A) 特開 平11−176808(JP,A) 実開 平6−79143(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/3205 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isamu Mori ▲ Kura, 8-16-19 Private City, Katano City, Osaka Prefecture (56) References JP-A-8-222548 (JP, A) JP-A-9- 31670 (JP, A) JP 7-74146 (JP, A) JP 6-85059 (JP, A) JP 8-323699 (JP, A) JP 6-251894 (JP, A) JP-A-7-106311 (JP, A) JP-A-11-176808 (JP, A) Actual Kaihei 6-79143 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/3205

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、該円筒型回転体が該プラズ
マ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該一方の電極とに
よって、該基板から離れた位置において、該プラズマが
生成されるように、該ステージとは別に配置されてお
り、該一対の電極によって生成される該プラズマ中の該
ラジカルが、該円筒型回転体の回転によって、該ステー
ジ上の該基板に移送され、さらに、該ラジカルが、該円
筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に移
送される、プラズマ処理装置。
1. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power source, and a pair of gas supply means arranged to face each other. And a transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate. Is a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to, the cylindrical rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is the one electrode. Are arranged separately from the stage so that the plasma is generated at a position distant from the substrate, and the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes are A plasma processing apparatus, which is transferred to the substrate on the stage by rotation of a rotating body, and further, the radicals are transferred in a direction along the surface of the substrate by rotation of the cylindrical rotating body.
【請求項2】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化する
工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、該円筒型回転体が該プラズ
マ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該一方の電極とに
よって、該基板から離れた位置において該プラズマが生
成されるように、該ステージとは別に配置されており、
該一対の電極によって生成される該プラズマ中の該ラジ
カルが、該円筒型回転体の回転によって、該ステージ上
の該基板に移送され、さらに、該ラジカルが、該円筒型
回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向に移送さ
れる、平坦化工程用のプラズマ処理装置。
2. A plasma processing apparatus for a flattening process used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface Transporting means for transporting radicals that chemically react with the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transporting means being a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate. The mold rotating body also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means generates the plasma at a position apart from the substrate by the one electrode. The Stage are arranged separately from the,
The radicals in the plasma generated by the pair of electrodes are transferred to the substrate on the stage by the rotation of the cylindrical rotor, and the radicals are further rotated by the rotation of the cylindrical rotor. A plasma processing apparatus for a flattening step, which is transferred in a direction along the surface of the substrate.
【請求項3】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有
した中空円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プ
ラズマ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該円筒型回転体の
外部に、その円筒面に対向して配置されており、 該高密度のガスが、該円筒型回転体の内部から該円筒面
の孔を通して外部に導かれ、 該円筒型回転体の外部においてガスが導入された領域の
うち、該一対の電極間に該プラズマが生成され、 該円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向
に該プラズマ中の該ラジカルが移送される、プラズマ処
理装置。
3. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of gas supply means arranged to face each other. And a transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate. A cylindrical rotary member that rotates about an axis parallel to the hollow cylindrical member having a large number of holes in its cylindrical surface, and the cylindrical rotary member has one electrode of the plasma generating means. Also, the other electrode of the plasma generating means is arranged outside the cylindrical rotary member so as to face the cylindrical surface thereof, and the high-density gas is supplied from the inside of the cylindrical rotary member. To the outside through the hole in the cylindrical surface The plasma is generated between the pair of electrodes in the region where the gas is introduced outside the cylindrical rotor, and the plasma is generated in the direction along the substrate surface by the rotation of the cylindrical rotor. A plasma processing apparatus in which the radicals are transferred.
【請求項4】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化する
工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有
した中空円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プ
ラズマ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該円筒型回転体の
外部に、その円筒面に対向して配置されており、 該高密度のガスが、該円筒型回転体の内部から該円筒面
の孔を通して外部に導かれ、 該円筒型回転体の外部においてガスが導入された領域の
うち、該一対の電極間に該プラズマが生成され、 該円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向
に該プラズマ中の該ラジカルが移送される、平坦化工程
用のプラズマ処理装置。
4. A plasma processing apparatus for a flattening process used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface Transporting means for transporting radicals chemically reacting with the substrate surface in a direction along the surface of the substrate, the transporting means being a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate. It has a hollow cylindrical shape having a large number of holes on its surface, and the cylindrical rotor also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is the cylindrical rotor. Outside the circle A region where the high-density gas is arranged so as to face the surface, is guided from the inside of the cylindrical rotary member to the outside through the hole of the cylindrical surface, and the gas is introduced outside the cylindrical rotary member. Among these, the plasma is generated between the pair of electrodes, and the radicals in the plasma are transferred in a direction along the surface of the substrate by the rotation of the cylindrical rotating body. .
【請求項5】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有
した中空円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プ
ラズマ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該円筒型回転体の
内部に、該円筒型回転体と同軸に配置された内部円筒体
によって構成されており、 該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成される
該プラズマ中の該ラジカルが、該円筒型回転体の円筒面
に形成された孔を通して外部に導かれ、 該円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向
に該ラジカルが移送される、プラズマ処理装置。
5. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of gas supply means arranged to face each other. And a transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the surface of the substrate in a direction along the surface of the substrate. A cylindrical rotary member that rotates about an axis parallel to the hollow cylindrical member having a large number of holes in its cylindrical surface, and the cylindrical rotary member has one electrode of the plasma generating means. The other electrode of the plasma generating means is also constituted by an internal cylindrical body that is arranged coaxially with the cylindrical rotating body inside the cylindrical rotating body. Depending on the electrode The radicals in the generated plasma are guided to the outside through holes formed in the cylindrical surface of the cylindrical rotating body, and the radicals are transferred in a direction along the substrate surface by the rotation of the cylindrical rotating body. The plasma processing apparatus.
【請求項6】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化する
工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該基板表面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体であって、その円筒面に多数の孔を有
した中空円筒形状であり、かつ、該円筒型回転体が該プ
ラズマ生成手段の一方の電極を兼ねており、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該円筒型回転体の
内部に、該円筒型回転体と同軸に配置された内部円筒体
によって構成されており、 該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成される
該プラズマ中の該ラジカルが、該円筒型回転体の円筒面
に形成された孔を通して外部に導かれ、 該円筒型回転体の回転によって、該基板表面に沿う方向
に該ラジカルが移送される、平坦化工程用のプラズマ処
理装置。
6. A plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface Transporting means for transporting radicals chemically reacting with the substrate surface in a direction along the surface of the substrate, the transporting means being a cylindrical rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate. It has a hollow cylindrical shape having a large number of holes on its surface, and the cylindrical rotor also serves as one electrode of the plasma generating means, and the other electrode of the plasma generating means is the cylindrical rotor. Inside the cylinder The radicals in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means are formed on the cylindrical surface of the cylindrical rotating body. A plasma processing apparatus for a flattening step, which is guided to the outside through a hole, and the radical is transferred in a direction along the surface of the substrate by the rotation of the cylindrical rotating body.
【請求項7】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼
ね、該基板表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び
該プラズマ生成手段の他方の電極に対して相対的に回転
する円盤型回転体であって、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該一方の電極とに
よって該基板から離れた位置において該プラズマが生成
されるように、該ステージとは別に配置されており、該
一対の電極によって生成される該プラズマ中の該ラジカ
ルが、該円盤型回転体の相対的な回転によって、該ステ
ージ上の該基板に移送され、さらに、該ラジカルが、該
円盤型回転体の相対的な回転によって、該基板表面に沿
う方向に移送される、プラズマ処理装置。
7. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power source, and a pair of gas supply means arranged to face each other. The plasma generation means having an electrode; and the transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. A disk-shaped rotating body which also serves as one electrode of the means and rotates relative to the substrate surface and the other electrode of the plasma generating means about an axis perpendicular to the substrate surface. The other electrode of the stage is arranged separately from the stage so that the plasma is generated by the one electrode at a position distant from the substrate, and the other electrode is generated by the pair of electrodes. The radicals in the plasma are transferred to the substrate on the stage by the relative rotation of the disk-shaped rotating body, and the radicals are further rotated by the relative rotation of the disk-shaped rotating body. Plasma processing apparatus transferred in the direction along the.
【請求項8】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化する
工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼
ね、該基板表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び
該プラズマ生成手段の他方の電極に対して相対的に回転
する円盤型回転体であって、 該プラズマ生成手段の他方の電極は、該一方の電極とに
よって、該基板から離れた位置において該プラズマが生
成されるように、該ステージとは別に配置されており、
該一対の電極によって生成される該プラズマ中の該ラジ
カルが、該円盤型回転体の相対的な回転によって、該ス
テージ上の該基板に移送され、さらに、該ラジカルが、
該円盤型回転体の相対的な回転によって、該基板表面に
沿う方向に移送される、平坦化工程用のプラズマ処理装
置。
8. A plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface A transfer means for transferring radicals that chemically react with the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transfer means also serving as one electrode of the plasma generation means, and centering on an axis perpendicular to the surface of the substrate. A disk-shaped rotating body that rotates relative to the substrate surface and the other electrode of the plasma generating means, wherein the other electrode of the plasma generating means is separated from the substrate by the one electrode. To As the plasma is generated already there is arranged separately from the stage,
The radicals in the plasma generated by the pair of electrodes are transferred to the substrate on the stage by the relative rotation of the disk-shaped rotating body, and further, the radicals are
A plasma processing apparatus for a flattening step, which is transferred in a direction along the substrate surface by relative rotation of the disk-shaped rotating body.
【請求項9】 前記円筒型回転体は、接地電極である、
請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
9. The cylindrical rotary member is a ground electrode,
The plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項10】 前記円盤型回転体は、接地電極であ
る、請求項7または8に記載のプラズマ処理装置。
10. The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein the disk-shaped rotating body is a ground electrode.
【請求項11】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼
ね、該基板表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び
該プラズマ生成手段の他方の電極に対して相対的に回転
して、該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成
される該プラズマ中の該ラジカルを、該基板表面に沿う
方向に移送しており、 該一対の電極のうち少なくともどちらかは、該一対の電
極間の相対速度が大きい部分における該一対の電極間の
距離が、該相対速度が小さい部分における該一対の電極
間の距離よりも大きくなったテーパ形状を有している、
プラズマ処理装置。
11. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power supply, and a pair of gas supply means arranged to face each other. The plasma generation means having an electrode; and the transfer means for transferring radicals of the generated plasma that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. The electrode also serves as one electrode of the means, and is rotated relative to the substrate surface and the other electrode of the plasma generation means about an axis perpendicular to the substrate surface, and by the pair of electrodes of the plasma generation means. The radicals in the generated plasma are transferred in the direction along the surface of the substrate, and at least one of the pair of electrodes is located in a portion where the relative velocity between the pair of electrodes is large. The distance between the pair of electrodes has a tapered shape which is larger than the distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed is small,
Plasma processing equipment.
【請求項12】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化す
る工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該移送手段は、該プラズマ生成手段の一方の電極を兼
ね、該基板表面に垂直な軸を中心として該基板表面及び
該プラズマ生成手段の他方の電極に対して相対的に回転
して、該プラズマ生成手段の該一対の電極によって生成
される該プラズマ中の該ラジカルを該基板表面に沿う方
向に移送しており、 該一対の電極のうち少なくともどちらかは、該一対の電
極間の相対速度が大きい部分における該一対の電極間の
距離が、該相対速度が小さい部分における該一対の電極
間の距離よりも大きくなったテーパ形状を有している、
平坦化工程用のプラズマ処理装置。
12. A plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface A transfer means for transferring radicals that chemically react with the substrate in a direction along the surface of the substrate, the transfer means also serving as one electrode of the plasma generation means, and centering on an axis perpendicular to the surface of the substrate. Rotating relative to the surface of the substrate and the other electrode of the plasma generating means, the radicals in the plasma generated by the pair of electrodes of the plasma generating means are transferred in a direction along the surface of the substrate. At least one of the pair of electrodes has a distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed between the pair of electrodes is high, and a distance between the pair of electrodes in a portion where the relative speed is low. It has a tapered shape that is larger than the distance,
Plasma processing equipment for flattening process.
【請求項13】 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該プラズマ生成手段の該一対の電極の一方が、該基板表
面に平行な軸を中心として回転する回転体であって、 該ガス供給手段のガス供給口および該ガス排気手段のガ
ス排気口が、該回転体を挟み、該回転体の回転方向であ
って、かつ、該基板表面に沿う方向にガスが流れるよう
配置されており、 該回転体と、該ガス供給口および該ガス排気口との協働
によって前記移送手段が構成されて、該基板表面に沿う
方向に該ラジカルが移送される、プラズマ処理装置。
13. A stage for holding a substrate, a gas supply means for supplying a high density gas, a gas exhaust means for exhausting the high density gas, a high frequency power source, and a pair of gas supply means arranged to face each other. A plasma generating means having an electrode; and a transfer means for transferring, in the generated plasma, radicals that chemically react with the substrate surface in a direction along the substrate surface. One of the electrodes is a rotating body that rotates about an axis parallel to the surface of the substrate, and the gas supply port of the gas supply means and the gas exhaust port of the gas exhausting means sandwich the rotating body to rotate the rotor. In the direction of body rotation
And the gas flows in the direction along the substrate surface.
Is disposed, cooperating with said rotating body, and the gas supply port and the gas exhaust port
A plasma processing apparatus in which the transfer means is configured to transfer the radicals in a direction along the surface of the substrate.
【請求項14】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化す
る工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段と、 生成されたプラズマのうち、該基板表面と化学反応する
ラジカルを該基板表面に沿う方向に移送する移送手段と
を備えており、 該プラズマ生成手段の該一対の電極の一方が、該基板表
面に平行な軸を中心として回転する回転体であって、 該ガス供給手段のガス供給口および該ガス排気手段のガ
ス排気口が、該回転体を挟み、該回転体の回転方向であ
って、かつ、該基板表面に平行なガスが流れるように配
置されており、 該回転体と、該ガス供給口および該ガス排気口との協動
によって前記移送手段が構成されて、該基板表面に沿う
方向に該ラジカルが移送される、平坦化工程用のプラズ
マ処理装置。
14. A plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Plasma generating means having a gas supply means, a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and among the generated plasma, the substrate surface And a transfer means for transferring radicals that chemically react with the substrate in a direction along the surface of the substrate, wherein one of the pair of electrodes of the plasma generation means rotates about an axis parallel to the surface of the substrate. The gas supply port of the gas supply unit and the gas exhaust port of the gas exhaust unit sandwich the rotating body in the rotation direction of the rotating body.
And is arranged so that gas parallel to the surface of the substrate flows , and the rotor and the gas supply port and the gas exhaust port cooperate with each other.
The plasma processing apparatus for the flattening step , wherein the transfer means is constituted by the transfer means , and the radicals are transferred in a direction along the surface of the substrate.
【請求項15】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化す
る工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、該装置は、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段とを備え、 該プラズマ生成手段の該一対の電極は、該基板表面に平
行な方向の電界が生じるように、該基板の上方で、該基
板表面に平行な方向で対向し、 該一対の電極の少なくとも一方は、該一対の電極間で空
間的に不均一な電界を発生させるように、対向する他方
の電極に向かって先鋭な形状を有しており、 該一対の電極によって、該基板表面に平行で、かつ、
均一な電界を発生させ、そのことにより、該不均一な電
界に起因する空間的に局在したプラズマを発生させる、
平坦化工程用のプラズマ処理装置。
15. A plasma processing apparatus for a flattening process used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, which comprises a stage for holding the substrate and a high-density gas supply. Gas supply means, gas exhaust means for exhausting the high-density gas, high-frequency power supply, and plasma generating means having a pair of electrodes arranged so as to face each other, and the pair of plasma generating means. The electrodes are flat on the substrate surface.
The substrate is above the substrate so that an electric field in the direction of travel is generated.
The pair of electrodes face each other in a direction parallel to the plate surface, and at least one of the pair of electrodes is vacant between the pair of electrodes.
In order to generate a non-uniform electric field between the electrodes, it has a sharp shape toward the other opposing electrode , and the pair of electrodes creates a non-uniform electric field parallel to the substrate surface. Generated, thereby generating a spatially localized plasma due to the non-uniform electric field,
Plasma processing equipment for flattening process.
【請求項16】 基板上に形成された絶縁膜を平坦化す
る工程に使用する平坦化工程用プラズマ処理装置であっ
て、 基板を保持するステージと、 高密度のガスを供給するガス供給手段と、 該高密度のガスを排気するガス排気手段と、 高周波電源と、互いに対向して配置される一対の電極と
を有するプラズマ生成手段とを備え、 該ステージは該プラズマ生成手段の該一対の電極の一方
を構成し、他方の電極は該ステージと対向して配置さ
れ、 該一対の電極の少なくともどちらかは、該基板上の平坦
化を行うべき領域と平坦化を行わない領域との配置に合
わせた凹凸形状を有している、平坦化工程用プラズマ処
理装置。
16. A plasma processing apparatus for a flattening step used in a step of flattening an insulating film formed on a substrate, comprising: a stage for holding the substrate; and a gas supply means for supplying a high density gas. A plasma generating means having a gas exhausting means for exhausting the high-density gas, a high-frequency power source, and a pair of electrodes arranged to face each other, and the stage includes the pair of electrodes of the plasma generating means. And the other electrode is arranged so as to face the stage, and at least one of the pair of electrodes is arranged in a region on the substrate to be planarized and a region not to be planarized. A plasma processing apparatus for a flattening process, which has a combined uneven shape.
【請求項17】 前記ステージが該一対の電極のうち該
凹凸形状を有する電極であり、 他方の電極は、前記基板面に平行な軸を中心として回転
する円筒型回転体である、請求項16 に記載の平坦化工程用プラズマ処理装置。
17. the stage is an electrode having a concave-convex shape of the pair of electrodes, the other electrode is a cylindrical rotating body which rotates about an axis parallel to the substrate surface, according to claim 16 The plasma processing apparatus for the flattening step according to.
【請求項18】 前記ステージが該一対の電極のうち該
凹凸形状を有する電極であり、 他方の電極は、前記基板面に垂直な軸を中心として回転
する円盤型回転体である、請求項17 に記載の平坦化工程用プラズマ処理装置。
18. the stage is an electrode having a concave-convex shape of the pair of electrodes, the other electrode is a disk-shaped rotary body rotating about an axis perpendicular to the substrate surface, according to claim 17 The plasma processing apparatus for the flattening step according to.
【請求項19】 基板上に形成された段差部を覆うよう
に形成された絶縁膜を平坦化する工程を有する半導体素
子の製造方法であって、 該請求項2、4、6、8、12、14、16のいずれか
に記載の平坦化工程用プラズマ処理装置によって、 高密度のガス雰囲気中で、高周波電界によってプラズマ
を発生させることにより該絶縁膜と化学反応するラジカ
ルを生成する工程と、 該基板表面に平行なガス流によって該ラジカルを移送
し、そのことにより該絶縁膜の凸部へ該ラジカルを選択
的に供給する工程と、 を実施する、半導体素子の製造方法。
19. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of flattening an insulating film formed so as to cover a step portion formed on a substrate, the method comprising the steps of: 2, 4, 6, 8, 12. , 14 or 16 for generating a radical that chemically reacts with the insulating film by generating plasma by a high-frequency electric field in a high-density gas atmosphere by the plasma processing apparatus for planarization process according to any one of A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of: transporting the radicals by a gas flow parallel to the substrate surface, thereby selectively supplying the radicals to the convex portions of the insulating film.
【請求項20】 基板上に形成された段差部を覆うよう
に形成された絶縁膜を平坦化する工程を有する半導体素
子の製造方法であって、 該請求項14に記載の平坦化工程用プラズマ処理装置に
よって、 高密度のガスを該基板表面付近に集中的に供給する工程
と、 高周波電界によってプラズマを発生させて該絶縁膜と化
学反応するラジカルを生成する工程と、該ラジカルを該
絶縁膜に供給することにより平坦化を行う工程と、 該基板表面に生じる反応生成物を該基板表面から排気回
収する工程とを、大気開放系において実施する、半導体
素子の製造方法。
20. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of flattening an insulating film formed so as to cover a step portion formed on a substrate, wherein the plasma for the flattening step according to claim 14. A step of intensively supplying a high density gas near the surface of the substrate by a processing device; a step of generating plasma by a high frequency electric field to generate radicals that chemically react with the insulating film; And a step of performing planarization by supplying the same to the substrate surface and a step of exhausting and recovering a reaction product generated on the substrate surface from the substrate surface in an atmosphere open system.
【請求項21】 前記絶縁膜を平坦化する工程は、約1
気圧以上の高密度のガス雰囲気中において、約100M
Hz以上の高周波電界を印加してプラズマを発生させる
ことによって行われる、請求項19または20に記載の
半導体素子の製造方法。
21. The step of planarizing the insulating film comprises about 1
Approximately 100M in a high density gas atmosphere above atmospheric pressure
21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19 , which is performed by applying a high frequency electric field of Hz or more to generate plasma.
JP05813197A 1997-03-12 1997-03-12 Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process Expired - Fee Related JP3384705B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05813197A JP3384705B2 (en) 1997-03-12 1997-03-12 Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05813197A JP3384705B2 (en) 1997-03-12 1997-03-12 Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10256233A JPH10256233A (en) 1998-09-25
JP3384705B2 true JP3384705B2 (en) 2003-03-10

Family

ID=13075439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05813197A Expired - Fee Related JP3384705B2 (en) 1997-03-12 1997-03-12 Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3384705B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4665503B2 (en) * 2004-12-14 2011-04-06 森 勇蔵 Dielectric substrate pattern transfer processing method
JP6692010B2 (en) * 2016-02-29 2020-05-13 株式会社ジェイテックコーポレーション Processing method and apparatus using radical adsorption transport

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10256233A (en) 1998-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6344409B1 (en) Dummy patterns for aluminum chemical polishing (CMP)
US6328872B1 (en) Method and apparatus for plating and polishing a semiconductor substrate
US6117778A (en) Semiconductor wafer edge bead removal method and tool
US7951718B2 (en) Edge removal of silicon-on-insulator transfer wafer
US6955587B2 (en) Grooved polishing pad and method
JPH07283178A (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US6267076B1 (en) Gas phase planarization process for semiconductor wafers
US6758726B2 (en) Partial-membrane carrier head
JP2004507097A (en) CMP apparatus with vibration polishing pad rotating in the opposite direction to the wafer
US6428398B2 (en) Method for wafer polishing and method for polishing-pad dressing
WO2006041629A1 (en) Semiconductor wafer material removal apparatus and method for operating the same
JP3384705B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus for flattening process
TW508285B (en) Dry chemical-mechanical polishing method
US6797190B2 (en) Wafer carrier assembly for a chemical mechanical polishing apparatus and a polishing method using the same
JP2000334655A (en) Cmp working device
TW200400555A (en) Polishing method and polishing apparatus
KR100701357B1 (en) Apparatus for performing chemical-mechanical planarization
JPH0911117A (en) Flattening method and apparatus
JP3353510B2 (en) Chemical mechanical polishing method, chemical mechanical polishing apparatus, and semiconductor device manufacturing method using the same
JPH11129155A (en) Cmp polishing device
Puetz et al. E-beam SIS junction fabrication using CMP and e-beam defined wiring layer
JPH09326379A (en) Method and apparatus for polishing semiconductor substrate
KR100494145B1 (en) Method for polishing the semiconductor wafer by Chemical Mechanical Polishing device
JPH09181076A (en) Film forming apparatus
JPH1148130A (en) Abrasive cloth, manufacture thereof, chemical-mechanical polishing device and method for semiconductor wafer

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20021213

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees