JP2002367971A - プラズマ処理装置およびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法Info
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応室内の異物の低減が図られ、加工形状の
ばらつきの少ないプラズマ処理装置、プラズマ処理装置
を用いた処理方法および半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ処理を施すためのチャンバ2に
は、プラズマを放電するための上部電極7と下部電極6
が配置されている。下部電極6は半導体基板1を載置す
るステージ部を兼ねている。下部電極6には整合機5を
介して高周波電源4が接続されている。下部電極6に載
置された半導体基板1を保持するリング状の保持部材8
が設けられている。その保持部材8は白金(Pt)を含
有した石英から形成されている。
ばらつきの少ないプラズマ処理装置、プラズマ処理装置
を用いた処理方法および半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 プラズマ処理を施すためのチャンバ2に
は、プラズマを放電するための上部電極7と下部電極6
が配置されている。下部電極6は半導体基板1を載置す
るステージ部を兼ねている。下部電極6には整合機5を
介して高周波電源4が接続されている。下部電極6に載
置された半導体基板1を保持するリング状の保持部材8
が設けられている。その保持部材8は白金(Pt)を含
有した石英から形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置お
よびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法
に関し、特に、異物の低減が図られるプラズマ処理装置
とそのプラズマ処理装置を用いた処理方法に関し、さら
に、異物の低減が図られる半導体装置の製造方法に関す
るものである。
よびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法
に関し、特に、異物の低減が図られるプラズマ処理装置
とそのプラズマ処理装置を用いた処理方法に関し、さら
に、異物の低減が図られる半導体装置の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、たとえば
導電性膜に加工を施すことによって半導体素子や配線等
がパターニングされる。また、シリコン酸化膜などの絶
縁膜に加工を施すことによって配線間を接続するための
コンタクトホール等が形成される。
導電性膜に加工を施すことによって半導体素子や配線等
がパターニングされる。また、シリコン酸化膜などの絶
縁膜に加工を施すことによって配線間を接続するための
コンタクトホール等が形成される。
【0003】このような加工を施すための処理装置の一
つとしてプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理
装置はチャンバを備え、そのチャンバ内にプラズマが生
成される。たとえばコンタクトホールを形成するには、
シリコン酸化膜が形成された半導体基板がプラズマ処理
装置のチャンバ内に導入されて所定のプラズマ処理が施
される。シリコン酸化膜を加工する場合には、エッチン
グのためのガスとしてCF4、C4F8などが用いられ、
このようなガスをプラズマ化させてシリコン酸化膜に所
定のエッチングが施されることになる。
つとしてプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理
装置はチャンバを備え、そのチャンバ内にプラズマが生
成される。たとえばコンタクトホールを形成するには、
シリコン酸化膜が形成された半導体基板がプラズマ処理
装置のチャンバ内に導入されて所定のプラズマ処理が施
される。シリコン酸化膜を加工する場合には、エッチン
グのためのガスとしてCF4、C4F8などが用いられ、
このようなガスをプラズマ化させてシリコン酸化膜に所
定のエッチングが施されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマ処理装置によるプラズマ処理においては、次の
ような問題があった。上述したように、シリコン酸化膜
をエッチングする場合には、エッチングのためのガスと
してCF4、C4F8などが用いられる。このようなエッ
チングをシリコン酸化膜に施すことで、プラズマ処理装
置のチャンバの内壁には、反応生成物としてCFX系の
ポリマーが付着する。
プラズマ処理装置によるプラズマ処理においては、次の
ような問題があった。上述したように、シリコン酸化膜
をエッチングする場合には、エッチングのためのガスと
してCF4、C4F8などが用いられる。このようなエッ
チングをシリコン酸化膜に施すことで、プラズマ処理装
置のチャンバの内壁には、反応生成物としてCFX系の
ポリマーが付着する。
【0005】半導体基板へ処理を施す時間(累積処理時
間)が長くなるにしたがい、チャンバの内壁に付着する
ポリマーの厚さも厚くなる。ポリマーが過剰に内壁に堆
積することで、このようなポリマーがチャンバ内壁より
剥離して異物として半導体基板の表面上に飛散すること
があった。その結果、半導体装置の歩留まりを低下させ
ることになった。
間)が長くなるにしたがい、チャンバの内壁に付着する
ポリマーの厚さも厚くなる。ポリマーが過剰に内壁に堆
積することで、このようなポリマーがチャンバ内壁より
剥離して異物として半導体基板の表面上に飛散すること
があった。その結果、半導体装置の歩留まりを低下させ
ることになった。
【0006】また、このようなポリマーのチャンバ内壁
への堆積を抑制するために、チャンバの内壁そのものの
温度を上昇させる手段をとることがある。しかしなが
ら、この場合には、チャンバの内壁の温度制御が必要と
される。温度がわずかに変動しても、チャンバの内壁へ
のポリマーの付着率が変わるため、プラズマ処理が施さ
れた後の加工形状において仕上がり寸法にばらつきが生
じるなどの問題が発生した。
への堆積を抑制するために、チャンバの内壁そのものの
温度を上昇させる手段をとることがある。しかしなが
ら、この場合には、チャンバの内壁の温度制御が必要と
される。温度がわずかに変動しても、チャンバの内壁へ
のポリマーの付着率が変わるため、プラズマ処理が施さ
れた後の加工形状において仕上がり寸法にばらつきが生
じるなどの問題が発生した。
【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、1つの目的は、反応室内の異物の低減
が図られ、加工形状のばらつきの少ないプラズマ処理装
置を提供することであり、他の目的はそのようなプラズ
マ処理装置を用いた処理方法を提供することであり、さ
らに他の目的は、プラズマ処理において異物の低減が図
られる半導体装置の製造方法を提供することである。
れたものであり、1つの目的は、反応室内の異物の低減
が図られ、加工形状のばらつきの少ないプラズマ処理装
置を提供することであり、他の目的はそのようなプラズ
マ処理装置を用いた処理方法を提供することであり、さ
らに他の目的は、プラズマ処理において異物の低減が図
られる半導体装置の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの局面にお
けるプラズマ処理装置は、反応室にプラズマを生成し、
反応室に導入された半導体基板にプラズマ処理を施すた
めのプラズマ処理装置であって、その反応室内のプラズ
マに晒される部分に白金を含有した部材を設けている。
けるプラズマ処理装置は、反応室にプラズマを生成し、
反応室に導入された半導体基板にプラズマ処理を施すた
めのプラズマ処理装置であって、その反応室内のプラズ
マに晒される部分に白金を含有した部材を設けている。
【0009】この構成によれば、プラズマに晒される部
分に白金を含有した部材が用いられていることで、白金
がプラズマによるスパッタ効果により脱離して、白金が
反応室内に供給される。そのため、白金による還元性の
触媒効果により反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に
生じる反応生成物の堆積が抑制される。その結果、反応
生成物が半導体基板上に付着することが抑制されて半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、プ
ラズマ処理として、たとえばエッチング処理を施した場
合などにはパターンの仕上がり寸法のばらつきも抑制さ
れる。
分に白金を含有した部材が用いられていることで、白金
がプラズマによるスパッタ効果により脱離して、白金が
反応室内に供給される。そのため、白金による還元性の
触媒効果により反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に
生じる反応生成物の堆積が抑制される。その結果、反応
生成物が半導体基板上に付着することが抑制されて半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、プ
ラズマ処理として、たとえばエッチング処理を施した場
合などにはパターンの仕上がり寸法のばらつきも抑制さ
れる。
【0010】具体的には、半導体基板を載置するための
ステージ部と、そのステージ部の外縁に沿って外縁を覆
うように形成されたリング状部材とを備え、リング状部
材に白金を含有した部材が適用されていることが好まし
い。
ステージ部と、そのステージ部の外縁に沿って外縁を覆
うように形成されたリング状部材とを備え、リング状部
材に白金を含有した部材が適用されていることが好まし
い。
【0011】リング状部材はプラズマに晒される半導体
基板に最も接近しており、このリング状部材に白金を含
有した部材を適用することで、触媒としての白金が容易
に反応室内に供給されることになる。
基板に最も接近しており、このリング状部材に白金を含
有した部材を適用することで、触媒としての白金が容易
に反応室内に供給されることになる。
【0012】さらに具体的には、そのリング状部材は石
英製であり、その石英が白金を含有していることが好ま
しい。
英製であり、その石英が白金を含有していることが好ま
しい。
【0013】また、反応室の内壁もプラズマに晒されや
すいため、白金を含有した部材は反応室の内壁を覆って
いることが好ましい。
すいため、白金を含有した部材は反応室の内壁を覆って
いることが好ましい。
【0014】これにより、触媒としての白金を反応室内
に容易に供給することができる。本発明の他の局面にお
けるプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置を用いて、
半導体基板上に形成された所定の膜にプラズマ処理を施
すことにより、所定の膜を加工するためのプラズマ処理
方法であって、プラズマ処理装置の反応室内に生成する
プラズマに晒される部分に白金を含有した部材を設けた
状態でプラズマ処理が施される。
に容易に供給することができる。本発明の他の局面にお
けるプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置を用いて、
半導体基板上に形成された所定の膜にプラズマ処理を施
すことにより、所定の膜を加工するためのプラズマ処理
方法であって、プラズマ処理装置の反応室内に生成する
プラズマに晒される部分に白金を含有した部材を設けた
状態でプラズマ処理が施される。
【0015】このプラズマ処理方法によれば、プラズマ
に晒される部分に白金を含有した部材を用いてプラズマ
処理が施されることで、プラズマ処理の際に白金がスパ
ッタ効果により脱離して、白金が反応室内に供給され
る。そのため、白金による還元性の触媒効果により反応
室の内壁等へのプラズマ処理の際に生じる反応生成物の
堆積が抑制される。その結果、反応生成物が半導体基板
上に付着することが抑制されて半導体装置の歩留まりを
向上させることができる。また、プラズマ処理として、
たとえばエッチング処理を施した場合などにはパターン
の仕上がり寸法のばらつきも抑制される。
に晒される部分に白金を含有した部材を用いてプラズマ
処理が施されることで、プラズマ処理の際に白金がスパ
ッタ効果により脱離して、白金が反応室内に供給され
る。そのため、白金による還元性の触媒効果により反応
室の内壁等へのプラズマ処理の際に生じる反応生成物の
堆積が抑制される。その結果、反応生成物が半導体基板
上に付着することが抑制されて半導体装置の歩留まりを
向上させることができる。また、プラズマ処理として、
たとえばエッチング処理を施した場合などにはパターン
の仕上がり寸法のばらつきも抑制される。
【0016】具体的には、半導体基板を載置するステー
ジ部の外縁に沿って外縁を覆うように形成されたリング
状部材に白金を含有した部材を用いてプラズマ処理が施
されることが好ましい。
ジ部の外縁に沿って外縁を覆うように形成されたリング
状部材に白金を含有した部材を用いてプラズマ処理が施
されることが好ましい。
【0017】また、反応室の内壁が白金を含有した部材
にて覆われた状態でプラズマ処理が施されることが好ま
しい。
にて覆われた状態でプラズマ処理が施されることが好ま
しい。
【0018】これにより、触媒としての白金が容易に反
応室内に供給されることになる。本発明のさらに他の局
面における半導体装置の製造方法は、半導体基板に形成
された所定の膜にプラズマ処理が施されるプラズマ処理
工程を備えた半導体装置の製造方法であって、そのプラ
ズマ処理工程では、あらかじめ白金が形成された基板に
プラズマ処理を施した後に半導体基板に形成された所定
の膜にプラズマ処理が施される。
応室内に供給されることになる。本発明のさらに他の局
面における半導体装置の製造方法は、半導体基板に形成
された所定の膜にプラズマ処理が施されるプラズマ処理
工程を備えた半導体装置の製造方法であって、そのプラ
ズマ処理工程では、あらかじめ白金が形成された基板に
プラズマ処理を施した後に半導体基板に形成された所定
の膜にプラズマ処理が施される。
【0019】この半導体装置の製造方法によれば、あら
かじめ白金が形成された基板にプラズマ処理が施される
ことで、反応室内に触媒としての白金が供給されること
になる。これにより、半導体基板に形成された所定の膜
にプラズマ処理が施される際に生じる反応生成物の反応
室内壁等への堆積が抑制されて、半導体基板上に付着す
ることがなくなる。その結果、半導体装置の歩留まりが
向上する。
かじめ白金が形成された基板にプラズマ処理が施される
ことで、反応室内に触媒としての白金が供給されること
になる。これにより、半導体基板に形成された所定の膜
にプラズマ処理が施される際に生じる反応生成物の反応
室内壁等への堆積が抑制されて、半導体基板上に付着す
ることがなくなる。その結果、半導体装置の歩留まりが
向上する。
【0020】特に、プラズマ処理工程の前に、所定の膜
としてシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン酸化
膜上にレジストパターンを形成する工程とを備え、プラ
ズマ処理工程では、レジストパターンをマスクとして所
定の膜に加工が施されることが好ましい。
としてシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン酸化
膜上にレジストパターンを形成する工程とを備え、プラ
ズマ処理工程では、レジストパターンをマスクとして所
定の膜に加工が施されることが好ましい。
【0021】この場合には、半導体基板上に反応生成物
が付着するのが抑制されるとともに、加工後の所定の膜
に形成されたパターンの寸法のばらつきも抑制される。
が付着するのが抑制されるとともに、加工後の所定の膜
に形成されたパターンの寸法のばらつきも抑制される。
【0022】
【発明の実施の形態】実施の形態1 本発明の実施の形態1に係るプラズマ処理装置について
説明する。図1に示すように、プラズマ処理装置は、プ
ラズマ処理を施すためのチャンバ2を備えている。チャ
ンバ2には、チャンバ2内にプラズマを放電するための
上部電極7と下部電極6が対向するように配置されてい
る。特に、下部電極6は半導体基板1を載置するステー
ジ部を兼ねている。さらに、下部電極6には整合機5a
を介して高周波電源(rf電源)4aが接続されてい
る。また、上部電極7には整合機5bを介して高周波電
源4bが接続されている。
説明する。図1に示すように、プラズマ処理装置は、プ
ラズマ処理を施すためのチャンバ2を備えている。チャ
ンバ2には、チャンバ2内にプラズマを放電するための
上部電極7と下部電極6が対向するように配置されてい
る。特に、下部電極6は半導体基板1を載置するステー
ジ部を兼ねている。さらに、下部電極6には整合機5a
を介して高周波電源(rf電源)4aが接続されてい
る。また、上部電極7には整合機5bを介して高周波電
源4bが接続されている。
【0023】また、チャンバ2内にはその下部電極6に
載置された半導体基板1を保持するリング状の保持部材
8が設けられている。
載置された半導体基板1を保持するリング状の保持部材
8が設けられている。
【0024】さらに、チャンバ2の側面にはゲートバル
ブが設けられ必要なエッチングガス等がチャンバ2内に
供給される。チャンバ2内のガスは排気口3を介して真
空ポンプ(図示せず)等により排気される。
ブが設けられ必要なエッチングガス等がチャンバ2内に
供給される。チャンバ2内のガスは排気口3を介して真
空ポンプ(図示せず)等により排気される。
【0025】このプラズマ処理装置では、特に保持部材
8は白金(Pt)を含有した石英から形成されている。
8は白金(Pt)を含有した石英から形成されている。
【0026】次に、上述したプラズマ処理装置を用いた
プラズマ処理の一例について説明する。たとえばシリコ
ンウェハなどの半導体基板1上にシリコン酸化膜21を
形成する。(図5参照)そのシリコン酸化膜21上に所
定のフォトレジスト22を形成する。
プラズマ処理の一例について説明する。たとえばシリコ
ンウェハなどの半導体基板1上にシリコン酸化膜21を
形成する。(図5参照)そのシリコン酸化膜21上に所
定のフォトレジスト22を形成する。
【0027】そのフォトレジスト22が形成された半導
体基板1をチャンバ2内の下部電極6上に載置する。次
に、エッチングのためのガスとして、C5F8、O2およ
びArを含むガス、または、C4F8、O2およびArを
含むガス等を用いて、たとえば圧力約2Pa、上部電極
7のパワー2000W、下部電極6のパワー1500W
のもとで、チャンバ2内にプラズマを生成してエッチン
グのためのガスを解離させて、フォトレジスト22をマ
スクとしてシリコン酸化膜21にエッチングを施して開
口部23を形成する。(図6参照) 開口部23の底に半導体基板1の表面が露出してから適
当なオーバーエッチングを施した後に、半導体基板1を
チャンバ2から取り出す。このようにして、プラズマ処
理装置によるプラズマ処理(エッチング処理)が完了す
る。
体基板1をチャンバ2内の下部電極6上に載置する。次
に、エッチングのためのガスとして、C5F8、O2およ
びArを含むガス、または、C4F8、O2およびArを
含むガス等を用いて、たとえば圧力約2Pa、上部電極
7のパワー2000W、下部電極6のパワー1500W
のもとで、チャンバ2内にプラズマを生成してエッチン
グのためのガスを解離させて、フォトレジスト22をマ
スクとしてシリコン酸化膜21にエッチングを施して開
口部23を形成する。(図6参照) 開口部23の底に半導体基板1の表面が露出してから適
当なオーバーエッチングを施した後に、半導体基板1を
チャンバ2から取り出す。このようにして、プラズマ処
理装置によるプラズマ処理(エッチング処理)が完了す
る。
【0028】上述したプラズマ処理の際に、半導体基板
1と上部電極7との間にプラズマが生成される。特に、
プラズマが生成される領域と半導体基板1の周囲に配置
された保持部材8とが接近しているため、保持部材8は
容易にプラズマに晒されることになる。
1と上部電極7との間にプラズマが生成される。特に、
プラズマが生成される領域と半導体基板1の周囲に配置
された保持部材8とが接近しているため、保持部材8は
容易にプラズマに晒されることになる。
【0029】このとき、保持部材8が白金を含有した石
英から形成されていることで含有している白金がプラズ
マによるスパッタ効果により脱離して、白金がチャンバ
2内に供給されることになる。そのため、白金による還
元性の触媒効果によりチャンバ2の内壁へCFX系のポ
リマーが堆積するのが抑制される。
英から形成されていることで含有している白金がプラズ
マによるスパッタ効果により脱離して、白金がチャンバ
2内に供給されることになる。そのため、白金による還
元性の触媒効果によりチャンバ2の内壁へCFX系のポ
リマーが堆積するのが抑制される。
【0030】次に、チャンバ2内壁へのポリマーの堆積
速度に関して、本プラズマ処理装置と従来のプラズマ処
理装置とで比較評価を行った。なお、従来のプラズマ処
理装置では、保持部材は白金を含有しない石英から形成
されている。また、チャンバ内壁に付着するポリマーと
して、図1においてAに対応する部分に付着したポリマ
ーについて評価した。その結果を図2に示す。
速度に関して、本プラズマ処理装置と従来のプラズマ処
理装置とで比較評価を行った。なお、従来のプラズマ処
理装置では、保持部材は白金を含有しない石英から形成
されている。また、チャンバ内壁に付着するポリマーと
して、図1においてAに対応する部分に付着したポリマ
ーについて評価した。その結果を図2に示す。
【0031】図2に示すように、従来のプラズマ処理装
置では、チャンバ内壁へのポリマーの堆積速度は約40
0nm/minであったのに対して、白金を含有した保
持部材を用いた本プラズマ処理装置では、チャンバ内壁
へのポリマーの堆積速度は約80nm/min程度であ
ることがわかった。このように、本プラズマ処理装置で
は、白金の触媒効果によって従来のプラズマ処理装置に
比べてポリマーのチャンバ内壁への付着速度が約5分の
1程度になることがわかった。
置では、チャンバ内壁へのポリマーの堆積速度は約40
0nm/minであったのに対して、白金を含有した保
持部材を用いた本プラズマ処理装置では、チャンバ内壁
へのポリマーの堆積速度は約80nm/min程度であ
ることがわかった。このように、本プラズマ処理装置で
は、白金の触媒効果によって従来のプラズマ処理装置に
比べてポリマーのチャンバ内壁への付着速度が約5分の
1程度になることがわかった。
【0032】これにより、本プラズマ処理装置では、従
来のプラズマ処理装置と比べると、チャンバ2の内壁に
付着したポリマーが剥離して半導体基板1上に落下する
ようなことがなくなり、半導体基板1に形成される半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、エ
ッチング後の開口部23の開口径等の仕上がり寸法の変
動も抑制することができる。
来のプラズマ処理装置と比べると、チャンバ2の内壁に
付着したポリマーが剥離して半導体基板1上に落下する
ようなことがなくなり、半導体基板1に形成される半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、エ
ッチング後の開口部23の開口径等の仕上がり寸法の変
動も抑制することができる。
【0033】実施の形態2 本発明の実施の形態2に係るプラズマ処理装置について
説明する。図3に示すように、このプラズマ処理装置で
は、チャンバ9の内壁に白金が含有されている。なお、
保持部材16は石英から形成されているが、白金を含有
していてもい。これ以外の構成については実施の形態1
において説明した図1に示すプラズマ処理装置と同様な
ので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略す
る。
説明する。図3に示すように、このプラズマ処理装置で
は、チャンバ9の内壁に白金が含有されている。なお、
保持部材16は石英から形成されているが、白金を含有
していてもい。これ以外の構成については実施の形態1
において説明した図1に示すプラズマ処理装置と同様な
ので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略す
る。
【0034】チャンバ9の内壁も、上部電極7と基板1
との間に生成されるプラズマに晒されることになる。こ
のとき、チャンバ9の内壁が白金を含有していること
で、プラズマによるスパッタ効果により白金が脱離し
て、白金がチャンバ9内に供給されることになる。
との間に生成されるプラズマに晒されることになる。こ
のとき、チャンバ9の内壁が白金を含有していること
で、プラズマによるスパッタ効果により白金が脱離し
て、白金がチャンバ9内に供給されることになる。
【0035】これにより、前述したように、白金による
還元性の触媒効果によりチャンバ9の内壁へCFX系の
ポリマーが堆積するのが抑制される。ポリマーの堆積が
抑制される結果、従来のプラズマ処理装置と比べると、
チャンバ9の内壁に付着したポリマーが剥離して半導体
基板1上に落下するようなことがなくなり、半導体基板
1に形成される半導体装置の歩留まりを向上させること
ができる。また、エッチング後の仕上がり寸法の変動も
抑制することができる。
還元性の触媒効果によりチャンバ9の内壁へCFX系の
ポリマーが堆積するのが抑制される。ポリマーの堆積が
抑制される結果、従来のプラズマ処理装置と比べると、
チャンバ9の内壁に付着したポリマーが剥離して半導体
基板1上に落下するようなことがなくなり、半導体基板
1に形成される半導体装置の歩留まりを向上させること
ができる。また、エッチング後の仕上がり寸法の変動も
抑制することができる。
【0036】なお、チャンバの内壁に白金を含有させた
場合について説明したが、少なくともチャンバの内壁が
白金を含有した部材で覆われていることで上述した効果
を得ることができる。
場合について説明したが、少なくともチャンバの内壁が
白金を含有した部材で覆われていることで上述した効果
を得ることができる。
【0037】実施の形態3 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法につ
いて説明する。前述した各実施の形態では、プラズマ処
理装置のチャンバ内において保持部材に含有された白
金、あるいはチャンバ内壁に含有された白金がプラズマ
のスパッタ効果によりチャンバ内に供給されて、その白
金の触媒効果によってチャンバ内壁へのポリマーの堆積
速度が抑制されることを述べた。
いて説明する。前述した各実施の形態では、プラズマ処
理装置のチャンバ内において保持部材に含有された白
金、あるいはチャンバ内壁に含有された白金がプラズマ
のスパッタ効果によりチャンバ内に供給されて、その白
金の触媒効果によってチャンバ内壁へのポリマーの堆積
速度が抑制されることを述べた。
【0038】この実施の形態では、そのような白金の触
媒効果を利用して、従来のプラズマ処理装置においても
ポリマーの堆積が抑制される半導体装置の製造方法につ
いて説明する。なお、半導体装置の製造方法の一例とし
て、たとえばシリコン酸化膜にプラグを形成する場合を
例に挙げて説明する。
媒効果を利用して、従来のプラズマ処理装置においても
ポリマーの堆積が抑制される半導体装置の製造方法につ
いて説明する。なお、半導体装置の製造方法の一例とし
て、たとえばシリコン酸化膜にプラグを形成する場合を
例に挙げて説明する。
【0039】まず、図4に示すように、半導体基板1に
形成される半導体装置の製造においては、通常、カセッ
ト11に収納された所定枚数の半導体基板1を1ロット
として順次処理が行われることになる。
形成される半導体装置の製造においては、通常、カセッ
ト11に収納された所定枚数の半導体基板1を1ロット
として順次処理が行われることになる。
【0040】その半導体基板1のそれぞれの表面には、
図5に示すように、シリコン酸化膜21が形成されてい
る。そのシリコン酸化膜21上に、たとえば開口部(コ
ンタクトホール等)を形成するためのフォトレジスト2
2が形成されている。
図5に示すように、シリコン酸化膜21が形成されてい
る。そのシリコン酸化膜21上に、たとえば開口部(コ
ンタクトホール等)を形成するためのフォトレジスト2
2が形成されている。
【0041】次に、この1ロットの半導体基板1にプラ
ズマ処理を順次施すことになる。このとき、最初の半導
体基板1を処理する前に、図4に示すように、白金が成
膜された半導体基板1aをプラズマ処理装置のチャンバ
内に導入する。プラズマ処理装置としては、図1または
図3において、保持部材8やチャンバ9内壁に白金を含
有しないプラズマ処理装置等の従来のプラズマ処理装置
で差支えない。
ズマ処理を順次施すことになる。このとき、最初の半導
体基板1を処理する前に、図4に示すように、白金が成
膜された半導体基板1aをプラズマ処理装置のチャンバ
内に導入する。プラズマ処理装置としては、図1または
図3において、保持部材8やチャンバ9内壁に白金を含
有しないプラズマ処理装置等の従来のプラズマ処理装置
で差支えない。
【0042】次に、白金が成膜された半導体基板1aに
プラズマ処理を施すことで、プラズマのスパッタ効果に
より白金がチャンバ内に供給されてチャンバの内壁等に
付着することになる。その白金が成膜された半導体基板
1aのプラズマ処理の後、その半導体基板1aをチャン
バから排出する。
プラズマ処理を施すことで、プラズマのスパッタ効果に
より白金がチャンバ内に供給されてチャンバの内壁等に
付着することになる。その白金が成膜された半導体基板
1aのプラズマ処理の後、その半導体基板1aをチャン
バから排出する。
【0043】なお、半導体基板1aに施されるプラズマ
処理の条件は、プラズマのスパッタ効果により白金がチ
ャンバ内に供給されてチャンバの内壁等に付着する条件
であれば特に限定されることはなく、たとえば、この後
に処理される半導体基板1に施されるプラズマ処理と同
じ条件を適用してもよい。
処理の条件は、プラズマのスパッタ効果により白金がチ
ャンバ内に供給されてチャンバの内壁等に付着する条件
であれば特に限定されることはなく、たとえば、この後
に処理される半導体基板1に施されるプラズマ処理と同
じ条件を適用してもよい。
【0044】次に、1ロットの半導体基板1のうちの最
初の半導体基板1をチャンバ内に導入する。そして、た
とえばC4F8、O2およびArを含むガス等を用いて、
圧力約2Pa、上部電極のパワー1800W、下部電極
のパワー1500Wのもとで、チャンバ内にプラズマを
生成してエッチングのためのガスを解離させて、その半
導体基板1にプラズマ処理を施す。
初の半導体基板1をチャンバ内に導入する。そして、た
とえばC4F8、O2およびArを含むガス等を用いて、
圧力約2Pa、上部電極のパワー1800W、下部電極
のパワー1500Wのもとで、チャンバ内にプラズマを
生成してエッチングのためのガスを解離させて、その半
導体基板1にプラズマ処理を施す。
【0045】これにより、図6に示すように、フォトレ
ジスト22をマスクとして半導体基板1上に形成された
シリコン酸化膜21にエッチングが施されて開口部23
が形成される。
ジスト22をマスクとして半導体基板1上に形成された
シリコン酸化膜21にエッチングが施されて開口部23
が形成される。
【0046】この後、最初の半導体基板1をチャンバか
ら取出し、次の半導体基板1をチャンバ内に導入し同様
のプラズマ処理を施してシリコン酸化膜21に開口部2
3を形成する。以下、残りの半導体基板1についても順
次同様のプラズマ処理を施してシリコン酸化膜21に開
口部23を形成する。
ら取出し、次の半導体基板1をチャンバ内に導入し同様
のプラズマ処理を施してシリコン酸化膜21に開口部2
3を形成する。以下、残りの半導体基板1についても順
次同様のプラズマ処理を施してシリコン酸化膜21に開
口部23を形成する。
【0047】1ロット分の半導体基板1のプラズマ処理
が完了した後、次の工程として、図7に示すように、開
口部23内にバリアメタル24を形成しそのバリアメタ
ル24上にタングステン25を埋め込む。このようにし
て、タングステン25を含むプラグが形成される。
が完了した後、次の工程として、図7に示すように、開
口部23内にバリアメタル24を形成しそのバリアメタ
ル24上にタングステン25を埋め込む。このようにし
て、タングステン25を含むプラグが形成される。
【0048】上述した半導体装置の製造方法において
は、特にプラズマ処理装置により1ロット分の半導体基
板1にプラズマ処理を施す前に、あらかじめ、白金が成
膜された半導体基板1aにプラズマ処理を施すことで、
チャンバの内壁に白金が付着することになる。
は、特にプラズマ処理装置により1ロット分の半導体基
板1にプラズマ処理を施す前に、あらかじめ、白金が成
膜された半導体基板1aにプラズマ処理を施すことで、
チャンバの内壁に白金が付着することになる。
【0049】これにより、1ロット分の半導体基板1に
プラズマ処理をそれぞれ施す際に、チャンバの内壁に付
着した白金が、プラズマによるスパッタ効果により白金
が脱離して白金がチャンバ内に供給されて、白金による
還元性の触媒効果によりチャンバの内壁へCFX系のポ
リマーが堆積するのが抑制される。
プラズマ処理をそれぞれ施す際に、チャンバの内壁に付
着した白金が、プラズマによるスパッタ効果により白金
が脱離して白金がチャンバ内に供給されて、白金による
還元性の触媒効果によりチャンバの内壁へCFX系のポ
リマーが堆積するのが抑制される。
【0050】ポリマーの堆積が抑制される結果、チャン
バの内壁に付着したポリマーが剥離して半導体基板1上
に落下するようなことがなくなり、半導体基板1に形成
される半導体装置の歩留まりを向上させることができ
る。また、エッチング後の開口部の仕上がり寸法の変動
も抑制することができる。
バの内壁に付着したポリマーが剥離して半導体基板1上
に落下するようなことがなくなり、半導体基板1に形成
される半導体装置の歩留まりを向上させることができ
る。また、エッチング後の開口部の仕上がり寸法の変動
も抑制することができる。
【0051】なお、上述した半導体装置の製造方法にお
けるプラズマ処理においては、シリコン酸化膜21に開
口部23を形成する場合を例に挙げたが、シリコン酸化
膜21の他に、たとえばシリコン窒化膜に開口部を形成
させてもよい。
けるプラズマ処理においては、シリコン酸化膜21に開
口部23を形成する場合を例に挙げたが、シリコン酸化
膜21の他に、たとえばシリコン窒化膜に開口部を形成
させてもよい。
【0052】シリコン窒化膜に開口部を形成する場合、
たとえばCHF3およびArを含むガス等を用いて、圧
力約4Pa、上部電極のパワー1600W、下部電極の
パワー1000Wのもとで、チャンバ内にプラズマを生
成してエッチングのためのガスを解離させて、半導体基
板にプラズマ処理を施すことが望ましい。
たとえばCHF3およびArを含むガス等を用いて、圧
力約4Pa、上部電極のパワー1600W、下部電極の
パワー1000Wのもとで、チャンバ内にプラズマを生
成してエッチングのためのガスを解離させて、半導体基
板にプラズマ処理を施すことが望ましい。
【0053】この場合でも、あらかじめ白金が成膜され
た半導体基板にプラズマ処理を施すことで、その白金が
チャンバ内に供給されて、白金による還元性の触媒効果
によりチャンバの内壁へポリマーが堆積するのが抑制さ
れる。その結果、半導体基板上に落下するポリマーが抑
制されて、半導体基板に形成される半導体装置の歩留ま
りを向上させることができる。また、エッチング後の仕
上がり寸法の変動も抑制することができる。
た半導体基板にプラズマ処理を施すことで、その白金が
チャンバ内に供給されて、白金による還元性の触媒効果
によりチャンバの内壁へポリマーが堆積するのが抑制さ
れる。その結果、半導体基板上に落下するポリマーが抑
制されて、半導体基板に形成される半導体装置の歩留ま
りを向上させることができる。また、エッチング後の仕
上がり寸法の変動も抑制することができる。
【0054】なお、半導体基板のプラズマ処理ととも
に、チャンバ内に存在する白金は排気されて徐々に減少
するため、1ロットごとにあらかじめ白金が成膜された
基板にプラズマ処理を施してチャンバ内に白金を供給す
ることが望ましい。
に、チャンバ内に存在する白金は排気されて徐々に減少
するため、1ロットごとにあらかじめ白金が成膜された
基板にプラズマ処理を施してチャンバ内に白金を供給す
ることが望ましい。
【0055】最近のプラズマ処理装置においては、ロッ
トの処理前にダミーとなる基板を処理するポートが用意
されているものがある。したがって、そのようなダミー
の基板として白金を成膜した基板をプラズマ処理するこ
とで、チャンバ内に白金を容易に供給することができ
る。
トの処理前にダミーとなる基板を処理するポートが用意
されているものがある。したがって、そのようなダミー
の基板として白金を成膜した基板をプラズマ処理するこ
とで、チャンバ内に白金を容易に供給することができ
る。
【0056】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって、制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範
囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例示であって、制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範
囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0057】
【発明の効果】本発明の一つの局面におけるプラズマ処
理装置によれば、プラズマに晒される部分に白金を含有
した部材が用いられていることで、白金がプラズマによ
るスパッタ効果により脱離して、白金が反応室内に供給
される。そのため、白金による還元性の触媒効果により
反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に生じる反応生成
物の堆積が抑制される。その結果、反応生成物が半導体
基板上に付着することが抑制されて半導体装置の歩留ま
りを向上させることができる。また、プラズマ処理とし
て、たとえばエッチング処理を施した場合などにはパタ
ーンの仕上がり寸法のばらつきも抑制される。
理装置によれば、プラズマに晒される部分に白金を含有
した部材が用いられていることで、白金がプラズマによ
るスパッタ効果により脱離して、白金が反応室内に供給
される。そのため、白金による還元性の触媒効果により
反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に生じる反応生成
物の堆積が抑制される。その結果、反応生成物が半導体
基板上に付着することが抑制されて半導体装置の歩留ま
りを向上させることができる。また、プラズマ処理とし
て、たとえばエッチング処理を施した場合などにはパタ
ーンの仕上がり寸法のばらつきも抑制される。
【0058】具体的には、半導体基板を載置するための
ステージ部と、そのステージ部の外縁に沿って外縁を覆
うように形成されたリング状部材とを備え、そのリング
状部材に白金を含有した部材が適用されていることが好
ましく、特に、リング状部材はプラズマに晒される半導
体基板に最も接近しており、このリング状部材に白金を
含有した部材を適用することで、触媒としての白金が容
易に反応室内に供給されることになる。
ステージ部と、そのステージ部の外縁に沿って外縁を覆
うように形成されたリング状部材とを備え、そのリング
状部材に白金を含有した部材が適用されていることが好
ましく、特に、リング状部材はプラズマに晒される半導
体基板に最も接近しており、このリング状部材に白金を
含有した部材を適用することで、触媒としての白金が容
易に反応室内に供給されることになる。
【0059】さらに具体的には、そのリング状部材は石
英製であり、その石英が白金を含有していることが好ま
しい。
英製であり、その石英が白金を含有していることが好ま
しい。
【0060】また、反応室の内壁もプラズマに晒されや
すいため、白金を含有した部材は反応室の内壁を覆って
いることが好ましく、これにより、触媒としての白金を
反応室内に容易に供給することができる。
すいため、白金を含有した部材は反応室の内壁を覆って
いることが好ましく、これにより、触媒としての白金を
反応室内に容易に供給することができる。
【0061】本発明の他の局面におけるプラズマ処理方
法によれば、プラズマに晒される部分に白金を含有した
部材を用いてプラズマ処理が施されることで、プラズマ
処理の際に白金がスパッタ効果により脱離して、白金が
反応室内に供給される。そのため、白金による還元性の
触媒効果により反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に
生じる反応生成物の堆積が抑制される。その結果、反応
生成物が半導体基板上に付着することが抑制されて半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、プ
ラズマ処理として、たとえばエッチング処理を施した場
合などにはパターンの仕上がり寸法のばらつきも抑制さ
れる。
法によれば、プラズマに晒される部分に白金を含有した
部材を用いてプラズマ処理が施されることで、プラズマ
処理の際に白金がスパッタ効果により脱離して、白金が
反応室内に供給される。そのため、白金による還元性の
触媒効果により反応室の内壁等へのプラズマ処理の際に
生じる反応生成物の堆積が抑制される。その結果、反応
生成物が半導体基板上に付着することが抑制されて半導
体装置の歩留まりを向上させることができる。また、プ
ラズマ処理として、たとえばエッチング処理を施した場
合などにはパターンの仕上がり寸法のばらつきも抑制さ
れる。
【0062】具体的には、半導体基板を載置するステー
ジ部の外縁に沿って外縁を覆うように形成されたリング
状部材に白金を含有した部材を用いてプラズマ処理が施
されることが好ましい。
ジ部の外縁に沿って外縁を覆うように形成されたリング
状部材に白金を含有した部材を用いてプラズマ処理が施
されることが好ましい。
【0063】また、反応室の内壁が白金を含有した部材
にて覆われた状態でプラズマ処理が施されることが好ま
しく、これにより、触媒としての白金が容易に反応室内
に供給されることになる。
にて覆われた状態でプラズマ処理が施されることが好ま
しく、これにより、触媒としての白金が容易に反応室内
に供給されることになる。
【0064】本発明のさらに他の局面における半導体装
置の製造方法によれば、あらかじめ白金が形成された基
板にプラズマ処理が施されることで、反応室内に触媒と
しての白金が供給されることになる。これにより、半導
体基板に形成された所定の膜にプラズマ処理が施される
際に生じる反応生成物の反応室内壁等への堆積が抑制さ
れて、半導体基板上に付着することがなくなる。その結
果、半導体装置の歩留まりが向上する。
置の製造方法によれば、あらかじめ白金が形成された基
板にプラズマ処理が施されることで、反応室内に触媒と
しての白金が供給されることになる。これにより、半導
体基板に形成された所定の膜にプラズマ処理が施される
際に生じる反応生成物の反応室内壁等への堆積が抑制さ
れて、半導体基板上に付着することがなくなる。その結
果、半導体装置の歩留まりが向上する。
【0065】特に、プラズマ処理工程の前に、所定の膜
としてシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン酸化
膜上にレジストパターンを形成する工程とを備え、プラ
ズマ処理工程では、レジストパターンをマスクとして所
定の膜に加工が施されることが好ましく、この場合に
は、半導体基板上に反応生成物が付着するのが抑制され
るとともに、加工後の所定の膜に形成されたパターンの
寸法のばらつきも抑制される。
としてシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン酸化
膜上にレジストパターンを形成する工程とを備え、プラ
ズマ処理工程では、レジストパターンをマスクとして所
定の膜に加工が施されることが好ましく、この場合に
は、半導体基板上に反応生成物が付着するのが抑制され
るとともに、加工後の所定の膜に形成されたパターンの
寸法のばらつきも抑制される。
【図1】 本発明の実施の形態1に係るプラズマ処理装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図2】 同実施の形態において、図1に示すプラズマ
処理装置と従来のプラズマ処理装置とにおけるチャンバ
内壁へのポリマーの堆積速度を評価した結果を示すグラ
フである。
処理装置と従来のプラズマ処理装置とにおけるチャンバ
内壁へのポリマーの堆積速度を評価した結果を示すグラ
フである。
【図3】 本発明の実施の形態2に係るプラズマ処理装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製
造方法を説明するための1ロット分の半導体基板と、白
金が形成された半導体基板を示す図である。
造方法を説明するための1ロット分の半導体基板と、白
金が形成された半導体基板を示す図である。
【図5】 同実施の形態において、半導体装置の一工程
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図6】 同実施の形態において、図5に示す工程の後
に行われる工程を示す断面図である。
に行われる工程を示す断面図である。
【図7】 同実施の形態において、図6に示す工程の後
に行われる工程を示す断面図である。
に行われる工程を示す断面図である。
1 半導体基板、1a 白金が成膜された半導体基板、
2 チャンバ内壁、3排気口、4a、4b rf電源、
5a、5b 整合機、6 下部電極、7 上部電極、8
白金含有保持部材、9 白金含有チャンバ内壁、11
カセット、15 ゲートバルブ、16 保持部材、2
1 シリコン酸化膜、22 フォトレジスト、23 開
口部、24 バリアメタル、25 タングステン。
2 チャンバ内壁、3排気口、4a、4b rf電源、
5a、5b 整合機、6 下部電極、7 上部電極、8
白金含有保持部材、9 白金含有チャンバ内壁、11
カセット、15 ゲートバルブ、16 保持部材、2
1 シリコン酸化膜、22 フォトレジスト、23 開
口部、24 バリアメタル、25 タングステン。
Claims (9)
- 【請求項1】 反応室にプラズマを生成し、反応室に導
入された半導体基板にプラズマ処理を施すためのプラズ
マ処理装置であって、 前記反応室内のプラズマに晒される部分に白金を含有し
た部材を設けた、プラズマ処理装置。 - 【請求項2】 半導体基板を載置するためのステージ部
と、 前記ステージ部の外縁に沿って外縁を覆うように形成さ
れたリング状部材とを備え、 前記リング状部材に前記白金を含有した部材が適用され
た、請求項1記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項3】 前記リング状部材は石英製であり、その
石英が白金を含有している、請求項2記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項4】 前記白金を含有した部材は前記反応室の
内壁を覆っている、請求項1〜3のいずれかに記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項5】 プラズマ処理装置を用いて、半導体基板
上に形成された所定の膜にプラズマ処理を施すことによ
り、所定の膜を加工するためのプラズマ処理方法であっ
て、 プラズマ処理装置の反応室内に生成するプラズマに晒さ
れる部分に白金を含有した部材を設けた状態でプラズマ
処理が施される、プラズマ処理方法。 - 【請求項6】 半導体基板を載置するステージ部の外縁
に沿って外縁を覆うように形成されたリング状部材に前
記白金を含有した部材を用いてプラズマ処理が施され
る、請求項5記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項7】 反応室の内壁が前記白金を含有した部材
にて覆われた状態でプラズマ処理が施される、請求項5
または6に記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項8】 半導体基板に形成された所定の膜にプラ
ズマ処理が施されるプラズマ処理工程を備えた半導体装
置の製造方法であって、 前記プラズマ処理工程では、あらかじめ白金が形成され
た基板にプラズマ処理を施した後に前記半導体基板に形
成された前記所定の膜にプラズマ処理が施される、半導
体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記プラズマ処理工程の前に、 前記所定の膜としてシリコン酸化膜を形成する工程と、 前記シリコン酸化膜上にレジストパターンを形成する工
程とを備え、 前記プラズマ処理工程では、前記レジストパターンをマ
スクとして前記所定の膜に加工が施される、請求項8記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178190A JP2002367971A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | プラズマ処理装置およびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法 |
| US09/987,560 US20020192971A1 (en) | 2001-06-13 | 2001-11-15 | Plasma processing apparatus and processing method using the same, and manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178190A JP2002367971A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | プラズマ処理装置およびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367971A true JP2002367971A (ja) | 2002-12-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001178190A Withdrawn JP2002367971A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | プラズマ処理装置およびこれを用いた処理方法並びに半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US20020192971A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002367971A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017539087A (ja) * | 2014-11-26 | 2017-12-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | プロセス均一性を高めるための方法およびシステム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW434745B (en) * | 1995-06-07 | 2001-05-16 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
| US6547979B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-04-15 | Micron Technology, Inc. | Methods of enhancing selectivity of etching silicon dioxide relative to one or more organic substances; and plasma reaction chambers |
-
2001
- 2001-06-13 JP JP2001178190A patent/JP2002367971A/ja not_active Withdrawn
- 2001-11-15 US US09/987,560 patent/US20020192971A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017539087A (ja) * | 2014-11-26 | 2017-12-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | プロセス均一性を高めるための方法およびシステム |
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