JPH03218018A - バイアスecrcvd装置 - Google Patents
バイアスecrcvd装置Info
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- JPH03218018A JPH03218018A JP1432390A JP1432390A JPH03218018A JP H03218018 A JPH03218018 A JP H03218018A JP 1432390 A JP1432390 A JP 1432390A JP 1432390 A JP1432390 A JP 1432390A JP H03218018 A JPH03218018 A JP H03218018A
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- etching
- plasma
- gas
- plasma generation
- reaction chamber
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Links
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Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序に従って本発明を説明する。
A.産業上の利用分野
B.発明の概要
C.背景技術[第5図]
D.発明が解決しようとする問題点
E.問題点を解決するための手段
F.作用
G.実施例[第1図乃至第4図]
a.第1の実施例[第1図]
C.第3の実施例[第3図]
d.第4の実施例[第4図]
H .発明の効果
(A.産業上の利用分野)
本発明はバイアスECRCVD装置、特にプラズマ生成
室と反応室との間をプラズマ引比窓により連通させ、プ
ラズマ生成室内にマイクロ波導入窓からマイクロ波を導
波して電子サイクロトロン共鳴を利用してプラズマを発
生させるバイアスECRCVD装置に関する。
室と反応室との間をプラズマ引比窓により連通させ、プ
ラズマ生成室内にマイクロ波導入窓からマイクロ波を導
波して電子サイクロトロン共鳴を利用してプラズマを発
生させるバイアスECRCVD装置に関する。
(B.発明の概要)
本発明は、上記のバイアスECRCVD装置において、
異方性エッチングができるようにし、更に異方性エッチ
ングのエッチングレートな高めることができるようにす
るため、 反応室にエッチングガスを導入する手段を設け、更にプ
ラズマ発生位置と被処理体との距離を可変にしたもので
あり、 また、プラズマ生成室内面に付着した膜がパーティクル
となって被処理体を汚染するのを防止できるようにする
ため、 プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生
成室を開閉する排気手段を設けたのものである。
ングのエッチングレートな高めることができるようにす
るため、 反応室にエッチングガスを導入する手段を設け、更にプ
ラズマ発生位置と被処理体との距離を可変にしたもので
あり、 また、プラズマ生成室内面に付着した膜がパーティクル
となって被処理体を汚染するのを防止できるようにする
ため、 プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生
成室を開閉する排気手段を設けたのものである。
(C.背景技術)[第5図]
従来において、IC,LSI、VLS I等半導体装置
の素子間分離は半導体基板の表面部を選択酸化すること
により形成した選択酸化膜(LOGOS)により行うの
が普通であった。しかしながら、選択酸化膜による素子
間分離法はバーズビークが発生して寸法変換差が太き《
なるという欠点を有するため素子の微細化への対応が難
し《なりつつある。そこで、バーズビークが発生せず従
って寸法変換差が非常に小さいトレンチ分離法が注目さ
れている。
の素子間分離は半導体基板の表面部を選択酸化すること
により形成した選択酸化膜(LOGOS)により行うの
が普通であった。しかしながら、選択酸化膜による素子
間分離法はバーズビークが発生して寸法変換差が太き《
なるという欠点を有するため素子の微細化への対応が難
し《なりつつある。そこで、バーズビークが発生せず従
って寸法変換差が非常に小さいトレンチ分離法が注目さ
れている。
トレンチ分離法は例えば特開昭57−176742号公
報あるいは特開昭60−53045号公報に紹介されて
いるように、半導体基板の表面部にトレンチ(溝)を形
成し、そのトレンチをバイアスECRCVDによりSi
n2で埋め込むものである。
報あるいは特開昭60−53045号公報に紹介されて
いるように、半導体基板の表面部にトレンチ(溝)を形
成し、そのトレンチをバイアスECRCVDによりSi
n2で埋め込むものである。
そして、本願発明者はかかる技術の開発過程で次のよう
な製造方法を案出した。
な製造方法を案出した。
第5図(A)乃至(H)はその製造方法を工程順に示す
断面図である。
断面図である。
(A)半導体基板1の表面に同図(A)に示すように、
トレンチ埋め込み用絶縁膜のエッチングに対してストッ
パとなる多結晶シリコンからなるエッチングストップ層
6を形成する。該エッチングストップ層6の膜厚は例え
ば500〜2000人程度である。
トレンチ埋め込み用絶縁膜のエッチングに対してストッ
パとなる多結晶シリコンからなるエッチングストップ層
6を形成する。該エッチングストップ層6の膜厚は例え
ば500〜2000人程度である。
(B)次に、異方性エッチングにより同図(B)に示す
ように半導体基板の表面部にトレンチ2を形成する。
ように半導体基板の表面部にトレンチ2を形成する。
(C)次に、バイアスECRCVDによって第3でトレ
ンチ2を過不足な《埋め込む。バイアスECRCVD条
件は、例えば供給ガスがS i H a(17.5SC
CM)/N.O (353CCM)マイクロ波(2.4
5GHz)のパワーが1000W,RFバイアスのパワ
ーが500W、磁場が875ガウス、圧力が7X10−
’Torrである。尚、3aはトレンチ外、即ちアクテ
ィブ領域に成長した絶縁膜である。
ンチ2を過不足な《埋め込む。バイアスECRCVD条
件は、例えば供給ガスがS i H a(17.5SC
CM)/N.O (353CCM)マイクロ波(2.4
5GHz)のパワーが1000W,RFバイアスのパワ
ーが500W、磁場が875ガウス、圧力が7X10−
’Torrである。尚、3aはトレンチ外、即ちアクテ
ィブ領域に成長した絶縁膜である。
(D)次に、同図(D)に示すように、平坦面がエッチ
ングされない条件でバイアスECRCVDにより絶縁膜
3aを水平戻しエッチングする。このときのバイアスE
CRCVD条件は工程(C)における条件のうちのS
i H 4供給量だけを73CCM以下に変えたもので
ある。尚、このエッチングはトレンチ2外の絶縁膜3a
を除去するためにトレンチ2内の絶縁膜3を覆うレジス
ト膜を形成するに必要なスペースを確保すべ《行うもの
で、水平方向にエッチングが進行して絶縁膜3aの側面
を後退させるので水平戻しエッチング本工程は元来上述
したようにトレンチ2内の絶縁膜3を確実にマスクする
レジスト膜を形成するに必要な場所をトレンチ2上及び
その近傍に確保するために行うものであるが、裾引き部
5が生じているので、この段階ではレジスト膜を形成す
るに必要な場所を完全に確保するには至っていない。
ングされない条件でバイアスECRCVDにより絶縁膜
3aを水平戻しエッチングする。このときのバイアスE
CRCVD条件は工程(C)における条件のうちのS
i H 4供給量だけを73CCM以下に変えたもので
ある。尚、このエッチングはトレンチ2外の絶縁膜3a
を除去するためにトレンチ2内の絶縁膜3を覆うレジス
ト膜を形成するに必要なスペースを確保すべ《行うもの
で、水平方向にエッチングが進行して絶縁膜3aの側面
を後退させるので水平戻しエッチング本工程は元来上述
したようにトレンチ2内の絶縁膜3を確実にマスクする
レジスト膜を形成するに必要な場所をトレンチ2上及び
その近傍に確保するために行うものであるが、裾引き部
5が生じているので、この段階ではレジスト膜を形成す
るに必要な場所を完全に確保するには至っていない。
尚、第5図(D)において2点鎖線は水平戻しエッチン
グ前における絶縁膜3、3aの状態を示している。
グ前における絶縁膜3、3aの状態を示している。
(E)次に同図(E)に示すように、RIEにより異方
性エッチングを行って絶縁膜3、3aを上記エッチング
ストップ層6の厚さ分エッチングする。この異方性エッ
チングは、例えば、供給ガスがCHF3 (753C
CM)/02 (8SCCM).RFバイアスのパワー
が1350W,圧力が80mTorrでの平行平板型R
IEにより行えばよい。これにより上述したレジスト膜
を形成するためのスペースを確保することができるので
ある。
性エッチングを行って絶縁膜3、3aを上記エッチング
ストップ層6の厚さ分エッチングする。この異方性エッ
チングは、例えば、供給ガスがCHF3 (753C
CM)/02 (8SCCM).RFバイアスのパワー
が1350W,圧力が80mTorrでの平行平板型R
IEにより行えばよい。これにより上述したレジスト膜
を形成するためのスペースを確保することができるので
ある。
(F)次に、フォトソグラフィ技術を駆使して同図(F
)に示すようにレジスト膜4でトレンチ2内絶縁膜3を
マスクする。
)に示すようにレジスト膜4でトレンチ2内絶縁膜3を
マスクする。
(G)次に、同図(G)に示すようにトレンチ2外の絶
縁膜3aを除去する。
縁膜3aを除去する。
(H)その後、レジスト膜4を剥離し、次いで多結晶シ
リコンからなるエッチングストップ層4を例えばKOH
でエッチングする。
リコンからなるエッチングストップ層4を例えばKOH
でエッチングする。
これにより、トレンチ2を絶縁膜3により過不足なく埋
め込み且つトレンチ2外の絶縁膜3aを完全に除去した
状態になる。
め込み且つトレンチ2外の絶縁膜3aを完全に除去した
状態になる。
このような半導体装置の製造方法によれば、予めエッチ
ングストップ層6を形成しておき、トレンチ2、絶縁膜
3の形成及びトレンチ外絶縁膜3aの水平戻しエッチン
グをした後、異方性エッチングをするのでトレンチ外絶
縁膜3aの裾引き状の部分5を完全に除去することがで
きる。従って、トレンチ2内絶縁膜3をマスクするレジ
スト膜4を形成するに必要なスペースを確保することが
でき、延いては、トレンチ外絶縁膜3aの完全な除去が
可能になる。
ングストップ層6を形成しておき、トレンチ2、絶縁膜
3の形成及びトレンチ外絶縁膜3aの水平戻しエッチン
グをした後、異方性エッチングをするのでトレンチ外絶
縁膜3aの裾引き状の部分5を完全に除去することがで
きる。従って、トレンチ2内絶縁膜3をマスクするレジ
スト膜4を形成するに必要なスペースを確保することが
でき、延いては、トレンチ外絶縁膜3aの完全な除去が
可能になる。
そして、水平戻しエッチング後の異方性エッチングによ
ってトレンチ内の絶縁膜3の表面部がエッチングされる
が、もともと絶縁膜3はエッチングストップ層6の厚さ
分厚く形成されているので、その異方性エッチングによ
り絶縁膜3の表面を半導体基板の表面と同じ高さにする
ことができるのである。
ってトレンチ内の絶縁膜3の表面部がエッチングされる
が、もともと絶縁膜3はエッチングストップ層6の厚さ
分厚く形成されているので、その異方性エッチングによ
り絶縁膜3の表面を半導体基板の表面と同じ高さにする
ことができるのである。
この技術については既に特願平1−277929により
提案済である。
提案済である。
ところで、かかる技術の実施には異方性エッチングので
きるバイアスECRCVD装置が必要である。というの
は、普通のバイアスECRCVD装置においてはデポジ
ションとエッチングが同時に進行するバイアスECRC
VDを行うことができるが、異方性エッチングを行うこ
とができない。にも拘らずトレンチ外絶縁膜3aの少な
くとも裾引き部5を異方性エッチングによって除去する
必要があるからである。
きるバイアスECRCVD装置が必要である。というの
は、普通のバイアスECRCVD装置においてはデポジ
ションとエッチングが同時に進行するバイアスECRC
VDを行うことができるが、異方性エッチングを行うこ
とができない。にも拘らずトレンチ外絶縁膜3aの少な
くとも裾引き部5を異方性エッチングによって除去する
必要があるからである。
拳 、雫 マ慴 工 hl+ げ一 与 ヱ ヘ
広J呼 G;Ii?嗜?啼 ぼけm膚m(即ち絶縁
膜形成用)のガスを導入する手段とは別に反応室に絶縁
膜エッチング用のガスを導入する手段を設けてRIEに
よる異方性エッチングを行うことができるようにしたバ
イアスECRCVD装置を本願発明者等が案出したので
ある。これによれば、異方性エッチング時には反応室に
成膜用のガスではなくエッチング用のガスを導入するこ
とによりRIEにより異方性の高いエッチング処理を絶
縁膜に対して施すことができるのである。このようなバ
イアスECRCVD装置についても既に前記特願平1−
277929によって提案が為されている。
広J呼 G;Ii?嗜?啼 ぼけm膚m(即ち絶縁
膜形成用)のガスを導入する手段とは別に反応室に絶縁
膜エッチング用のガスを導入する手段を設けてRIEに
よる異方性エッチングを行うことができるようにしたバ
イアスECRCVD装置を本願発明者等が案出したので
ある。これによれば、異方性エッチング時には反応室に
成膜用のガスではなくエッチング用のガスを導入するこ
とによりRIEにより異方性の高いエッチング処理を絶
縁膜に対して施すことができるのである。このようなバ
イアスECRCVD装置についても既に前記特願平1−
277929によって提案が為されている。
(D.発明が解決しようとする問題点)ところで、上述
したバイアスECRCVD装置によって異方性エッチン
グした場合においてエッチングレートの向上を図ること
が強《望まれている。というのは、上述したトレンチ分
離法にはエッチングレートを高めることが難しい水平戻
しイ .., :t−”ノH礒《】τ7Jhア一七、
ス、J{ 冫啼 ノ、怖4−,乙 →ド匍1 口の
低価格化のため製造のスルーブットの向上が不可欠とさ
れる結果、異方性エッチングのエッチングレートの向上
が強く要求されるのである。
したバイアスECRCVD装置によって異方性エッチン
グした場合においてエッチングレートの向上を図ること
が強《望まれている。というのは、上述したトレンチ分
離法にはエッチングレートを高めることが難しい水平戻
しイ .., :t−”ノH礒《】τ7Jhア一七、
ス、J{ 冫啼 ノ、怖4−,乙 →ド匍1 口の
低価格化のため製造のスルーブットの向上が不可欠とさ
れる結果、異方性エッチングのエッチングレートの向上
が強く要求されるのである。
また、バイアスECRCVD装置には異方性エッチング
ができるものであるか否を問わずパーティクルが半導体
基板表面を汚染するという問題があった。というのは、
バイアスECRCVD装置の使用時に反応室内に供給さ
れた成膜用ガス、例えばS I H 4の一部がプラズ
マ生成室内に入り、その結果、プラズマ生成室内面に絶
縁膜やシリコン膜が付看することは避け得ない。そして
、付着した絶縁膜やシリコン膜が剥れるとそれがパーテ
ィクルとなって半導体基板を汚染することとなる。また
、シリコン膜がマイクロ波をプラズマ生成室へ導波する
マイクロ波導波窓に付着するとマイクロ波の導波に悪影
響を及ぼす虞れもある。
ができるものであるか否を問わずパーティクルが半導体
基板表面を汚染するという問題があった。というのは、
バイアスECRCVD装置の使用時に反応室内に供給さ
れた成膜用ガス、例えばS I H 4の一部がプラズ
マ生成室内に入り、その結果、プラズマ生成室内面に絶
縁膜やシリコン膜が付看することは避け得ない。そして
、付着した絶縁膜やシリコン膜が剥れるとそれがパーテ
ィクルとなって半導体基板を汚染することとなる。また
、シリコン膜がマイクロ波をプラズマ生成室へ導波する
マイクロ波導波窓に付着するとマイクロ波の導波に悪影
響を及ぼす虞れもある。
本発明はこのような問題点を解決すべ《為されたもので
あり、第1に異方性エッチングができるようにしたバイ
アスECRCVD装置の異方性エッチングのエッチング
レートを高《できるようにすることを目的とするもので
あり、第2にバイアスECRCVD装置のプラズマ生成
室内面に付着した膜がパーティクルとなって被処理体を
汚染するのを防止できるようにすることを目的とするも
のである。
あり、第1に異方性エッチングができるようにしたバイ
アスECRCVD装置の異方性エッチングのエッチング
レートを高《できるようにすることを目的とするもので
あり、第2にバイアスECRCVD装置のプラズマ生成
室内面に付着した膜がパーティクルとなって被処理体を
汚染するのを防止できるようにすることを目的とするも
のである。
(E.問題点を解決するための手段)
本発明バイアスECRCVD装置の第1のものは、反応
室にエッチングガスを導入する手段を設け、更にプラズ
マ発生位置と被処理体との距離を可変にしたことを特徴
とする。
室にエッチングガスを導入する手段を設け、更にプラズ
マ発生位置と被処理体との距離を可変にしたことを特徴
とする。
本発明バイアスECRCVD装置の第2のものは、プラ
ズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生成室
を開閉する排気手段を設けたことを特徴とする。
ズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生成室
を開閉する排気手段を設けたことを特徴とする。
(F.作用)
本発明バイアスECRCVD装置の第1のものによれば
、プラズマ発生位置と被処理体との距離を可変にしたの
で、異方性エッチング時にその距離を短か《することに
より高エネルギだが短寿命の中性なラジカルをもエッチ
ングに寄与させることができる。
、プラズマ発生位置と被処理体との距離を可変にしたの
で、異方性エッチング時にその距離を短か《することに
より高エネルギだが短寿命の中性なラジカルをもエッチ
ングに寄与させることができる。
従って、異方性エッチングのエッチングレートを向上さ
せることができる。
せることができる。
本発明バイアスECRCVD装置の第2のものによれば
、プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを閉じて排気
手段でプラズマ生成室を排気することにより該プラズマ
生成室内をプラズマクリーニングすることができる。従
って、プラズマ生成室内を常にクリーンな状態に保ち、
パーティクルの発生を防止することができる。
、プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを閉じて排気
手段でプラズマ生成室を排気することにより該プラズマ
生成室内をプラズマクリーニングすることができる。従
って、プラズマ生成室内を常にクリーンな状態に保ち、
パーティクルの発生を防止することができる。
(G.実施例)[第1図乃至第4図]
以下、本発明バイアスECRCVD装置を図示実施例に
従って詳細に説明する。
従って詳細に説明する。
(a.第1の実施例)[第1図]
第1図(A)、(B)は本発明バイアスECRCVD装
置の第1の実施例を示す断面図で、同図(A)はCVD
及び水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(
B)は異方性エッチング時における状態を示す。
置の第1の実施例を示す断面図で、同図(A)はCVD
及び水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(
B)は異方性エッチング時における状態を示す。
図面において、7はプラズマ生成室、8は冷却水の通流
室、9はプラズマ生成室7の上部を閉塞するマイクロ波
導入窓で、石英ガラス板からなる。10はプラズマ生成
室7の上側に設けられたマイクロ波導波管、11はプラ
ズマ生成室1の底部に形成されたプラズマ引出窓である
。12はプラズマ生成室7の周囲に配置された励磁コイ
ル、13はプラズマ生成室7の下側に配置された反応室
で、この内部の上記プラズマ引出窓11の下側にあたる
部分に試料を支持する支持台14が配置され、該支持台
14上に被処理基板、例えば半導体ウエハ15が支持さ
れる。該支持台14は図示しない昇降機構によって高さ
を変えることができるようになっている。このことが本
バイアスECRCVD装置の大きな特徴である。
室、9はプラズマ生成室7の上部を閉塞するマイクロ波
導入窓で、石英ガラス板からなる。10はプラズマ生成
室7の上側に設けられたマイクロ波導波管、11はプラ
ズマ生成室1の底部に形成されたプラズマ引出窓である
。12はプラズマ生成室7の周囲に配置された励磁コイ
ル、13はプラズマ生成室7の下側に配置された反応室
で、この内部の上記プラズマ引出窓11の下側にあたる
部分に試料を支持する支持台14が配置され、該支持台
14上に被処理基板、例えば半導体ウエハ15が支持さ
れる。該支持台14は図示しない昇降機構によって高さ
を変えることができるようになっている。このことが本
バイアスECRCVD装置の大きな特徴である。
16はプラズマ生成室7ヘプラズマ生成用ガス?1)、
例えば0■等を供給するガス導入管、17はプラズマ流
、18aはCVD用反応ガス(2)、例えばS I H
4等を反応室13内に導入するガス導入リング、18
bはエッチング用ガス(3)、例えばCHF3あるいは
NF.等を導入するガス導入リング、19はバイアス用
RF電源、20は装置の排気部である。
例えば0■等を供給するガス導入管、17はプラズマ流
、18aはCVD用反応ガス(2)、例えばS I H
4等を反応室13内に導入するガス導入リング、18
bはエッチング用ガス(3)、例えばCHF3あるいは
NF.等を導入するガス導入リング、19はバイアス用
RF電源、20は装置の排気部である。
このプラズマ装置は、第1図(A)に示すように支持台
14を低いところ(例えば、プラズマ引出窓11から1
85mm程度下側へ離れた所)に位置させた状態でCV
D、水平戻しエッチングを行う。即ち、プラズマ生成室
7、反応室13ヘプラズマ生成ガス(1)、反応ガス(
2)を供給し、励磁コイル12によって磁界を形成しつ
つマイクロ波を導入することによりプラズマ生成室1内
にガス(1)のプラズマを生成し、生成されたプラズマ
イオンを励磁コイル12が作る発散磁界によって上記反
応室13内の半導体ウエハ18上に投射し、該反応室1
3内に供給された反応ガス(2)の気相反応によって半
導体ウエハ?50表面上に成膜を行なうようになってい
る。
14を低いところ(例えば、プラズマ引出窓11から1
85mm程度下側へ離れた所)に位置させた状態でCV
D、水平戻しエッチングを行う。即ち、プラズマ生成室
7、反応室13ヘプラズマ生成ガス(1)、反応ガス(
2)を供給し、励磁コイル12によって磁界を形成しつ
つマイクロ波を導入することによりプラズマ生成室1内
にガス(1)のプラズマを生成し、生成されたプラズマ
イオンを励磁コイル12が作る発散磁界によって上記反
応室13内の半導体ウエハ18上に投射し、該反応室1
3内に供給された反応ガス(2)の気相反応によって半
導体ウエハ?50表面上に成膜を行なうようになってい
る。
このときのECRCVD条件は、例えば、S I H
4の供給量が2 1 3CCM、0■の供給量[ガス(
1)として供給]が35SCCM、マイクロ波のパワー
がIOOOW、内部圧力7×10−’Torr、磁場が
875ガウスである。
4の供給量が2 1 3CCM、0■の供給量[ガス(
1)として供給]が35SCCM、マイクロ波のパワー
がIOOOW、内部圧力7×10−’Torr、磁場が
875ガウスである。
そして、そのときRFバイアス電源19によりバイアス
(パワー例えば500W)をかけて絶縁膜のCVDの制
御ができる。そして、ガス導入リング18aを通して導
入するCVD用反応ガス(2)の流量(本例では2 1
8CCM)を例えば5.38CCMに変えることによ
り絶縁膜のCVD状態から水平戻しエッチング状態に切
換ができる。従って、第5図(C)に示す絶縁膜3のC
VD工程と、同図(D)に示す水平戻しエッチング工程
とを連続的に行うことができるのである。
(パワー例えば500W)をかけて絶縁膜のCVDの制
御ができる。そして、ガス導入リング18aを通して導
入するCVD用反応ガス(2)の流量(本例では2 1
8CCM)を例えば5.38CCMに変えることによ
り絶縁膜のCVD状態から水平戻しエッチング状態に切
換ができる。従って、第5図(C)に示す絶縁膜3のC
VD工程と、同図(D)に示す水平戻しエッチング工程
とを連続的に行うことができるのである。
次に、ガス導入リング18aを通じてのCVD用ガス(
2)の供給を停止し、ガス導入リング18bを通じて絶
縁膜異方性エッチング用のガス(3)、例えばCHF3
あるいはNF3を供給することにより絶縁膜3、3aに
対するRIEによる異方性エッチング[第5図(E)参
照]を行うが、その際に支持台14を上昇させて半導体
ウエハl5をプラズマ引出窓1l近傍に位置させる。
2)の供給を停止し、ガス導入リング18bを通じて絶
縁膜異方性エッチング用のガス(3)、例えばCHF3
あるいはNF3を供給することにより絶縁膜3、3aに
対するRIEによる異方性エッチング[第5図(E)参
照]を行うが、その際に支持台14を上昇させて半導体
ウエハl5をプラズマ引出窓1l近傍に位置させる。
このように、支持台14を上昇させるのはプラズマ生成
室7でプラズマの発生位置に半導体ウエハ15を近づけ
ることにより半導体ウエハ15をイオンのみならず電気
的に中性で寿命が一般に短かいラジカルに曝してエッチ
ングレートを高めるためである。即ち、ラジカルは中性
であるためイオンのように発散磁界では引出されること
はな《拡散のみによって進み、寿命が短かい。従って、
第1図(A)に示すように半導体ウエハl5がプラズマ
発生位置から離れているときはラジカルは半導体ウエハ
15にほとんど影響を及ぼし得ないが、同図(B)に示
すようにプラズマ発生位置に近い場合にはラジカルもエ
ッチングに寄与することができる一俵って、工・ソチン
グレートを高くすることかでき、延いてはスルーブット
の向上を図ることかできるのである。
室7でプラズマの発生位置に半導体ウエハ15を近づけ
ることにより半導体ウエハ15をイオンのみならず電気
的に中性で寿命が一般に短かいラジカルに曝してエッチ
ングレートを高めるためである。即ち、ラジカルは中性
であるためイオンのように発散磁界では引出されること
はな《拡散のみによって進み、寿命が短かい。従って、
第1図(A)に示すように半導体ウエハl5がプラズマ
発生位置から離れているときはラジカルは半導体ウエハ
15にほとんど影響を及ぼし得ないが、同図(B)に示
すようにプラズマ発生位置に近い場合にはラジカルもエ
ッチングに寄与することができる一俵って、工・ソチン
グレートを高くすることかでき、延いてはスルーブット
の向上を図ることかできるのである。
(b.第2の実施例)[第2図]
第2図(A)、(B)は本発明バイアスECRCVD装
置の第2の実施例を示すもので、同図(A)はCVD及
び水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(B
)は異方性エッチング時における状態を示す。
置の第2の実施例を示すもので、同図(A)はCVD及
び水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(B
)は異方性エッチング時における状態を示す。
本実施例は励磁コイルとしてプラズマ生成室7内にプラ
ズマを発生させるもの16aと、反応室13内の半導体
ウエハ15近傍にプラズマを発生させるもの16bとを
設け、CVD時及び水平戻しエッチング時には第2図(
A)に示すようにプラズマ生成室7内にプラズマを発生
させるコイル16aに電流を供給し、異方性エッチング
時には同図(B)に示すように反応室13内にプラズマ
を発生させるコイル16bに電流を供給するようにした
ものである。本バイアスECRCVD装置は、第1図に
示す実施例とは半1休ウエハ15を支持する支持台14
ではなくプラズマ発生位置(ECR点)を動かすことに
よりプラズマ発生位置七半導体ウエハ14との距離を変
化させる点で異なっている。しかし、それ以外の点では
相違しない。
ズマを発生させるもの16aと、反応室13内の半導体
ウエハ15近傍にプラズマを発生させるもの16bとを
設け、CVD時及び水平戻しエッチング時には第2図(
A)に示すようにプラズマ生成室7内にプラズマを発生
させるコイル16aに電流を供給し、異方性エッチング
時には同図(B)に示すように反応室13内にプラズマ
を発生させるコイル16bに電流を供給するようにした
ものである。本バイアスECRCVD装置は、第1図に
示す実施例とは半1休ウエハ15を支持する支持台14
ではなくプラズマ発生位置(ECR点)を動かすことに
よりプラズマ発生位置七半導体ウエハ14との距離を変
化させる点で異なっている。しかし、それ以外の点では
相違しない。
本実施例によっても半導体ウエハ15をラジカルに曝す
ことができ、異方性エッチングのエッチングレートを高
めることができる。
ことができ、異方性エッチングのエッチングレートを高
めることができる。
(c.第3の実施例)[第3図]
第3図(A)、(B)は本発明バイアスECRCVD装
置の第3の実施例を示すもので、CVD及び水平戻しエ
ッチング時における状態を示し、同図(B)は異方性エ
ッチング時における状態を示す。
置の第3の実施例を示すもので、CVD及び水平戻しエ
ッチング時における状態を示し、同図(B)は異方性エ
ッチング時における状態を示す。
本実施例は励磁コイル16を上下させることによりプラ
ズマ生成室7内にプラズマを発生させたり反応室13内
の半導体ウエハ15近傍にプラズマを発生させたりでき
るようにしたものである。
ズマ生成室7内にプラズマを発生させたり反応室13内
の半導体ウエハ15近傍にプラズマを発生させたりでき
るようにしたものである。
即ち、CVD時及び水平戻しエッチング時には同図(A
)に示すように励磁コイル16を高いところに位置させ
てプラズマ生成室7内にプラズマを発生させ、異方性エ
ッチング時には同図(B)に示すように励磁コイル16
を低いところに位置させて反応室l3内の半導体ウエハ
15近傍にプラズマを発生させる。
)に示すように励磁コイル16を高いところに位置させ
てプラズマ生成室7内にプラズマを発生させ、異方性エ
ッチング時には同図(B)に示すように励磁コイル16
を低いところに位置させて反応室l3内の半導体ウエハ
15近傍にプラズマを発生させる。
このようにプラズマ発生位置(ECR点)と被処理体た
る半導体ウエハとの距離を変化させる手段には種々のも
のが考えられるのである。
る半導体ウエハとの距離を変化させる手段には種々のも
のが考えられるのである。
(d.第4の実施例)[第4図]
第4図(A) (B)は本発明バイアスECRCV
D装置の第4の実施例を示す断面図で、同図(A)はE
CRCVD時における状態を示し、同図(B)はクリー
ニング時における状態を示す。
D装置の第4の実施例を示す断面図で、同図(A)はE
CRCVD時における状態を示し、同図(B)はクリー
ニング時における状態を示す。
本バイアスECRCVD装置は一般のバイアスECRC
VD装置とはプラズマ生成室のみを開閉する手段を有し
且つプラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを有する点
で大きく異なっているが、それ以外の点では共通してお
り、特徴点のみを説明する。
VD装置とはプラズマ生成室のみを開閉する手段を有し
且つプラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを有する点
で大きく異なっているが、それ以外の点では共通してお
り、特徴点のみを説明する。
21はプラズマ生成室7を排気する排気管、22は該排
気管21に設けられた電磁バルブ、23はプラズマ引出
窓11を開閉するゲートバルブである。
気管21に設けられた電磁バルブ、23はプラズマ引出
窓11を開閉するゲートバルブである。
普通にCVDを行うときには第4図(A)に示すように
ゲートバルブ23を開き、そして電磁バルブ22を閉じ
た状態にしてお《。
ゲートバルブ23を開き、そして電磁バルブ22を閉じ
た状態にしてお《。
そして、CVD処理をある量をこなしたらプラズマクリ
ーリングをするために同図(B)に示すようにゲートバ
ルブ23を閉じる。また、反応室l3の排気口20も閉
じる。
ーリングをするために同図(B)に示すようにゲートバ
ルブ23を閉じる。また、反応室l3の排気口20も閉
じる。
次に、電磁バルブ22を開いて図示しない真空装置によ
り排気管2lによってプラズマ生成室7を排気しながら
ガス(1)としてたとえばNF.を供給してプラズマク
リーニングを行う。
り排気管2lによってプラズマ生成室7を排気しながら
ガス(1)としてたとえばNF.を供給してプラズマク
リーニングを行う。
プラズマ条件はガスNF3の供給量が例えば203CC
M、プラズマ生成室7内ガス圧が例え例えば800Wで
ある。
M、プラズマ生成室7内ガス圧が例え例えば800Wで
ある。
これによりプラズマ生成室7内面に生じたSin.やS
iを除去することができ、パーティクルの発生を防止し
てプラズマ生成室7内をいつもクリーンな状態に保つこ
とができる。
iを除去することができ、パーティクルの発生を防止し
てプラズマ生成室7内をいつもクリーンな状態に保つこ
とができる。
尚、ゲートバルブ23やプラズマ生成室排気手段を設け
ない従来の装置のままプラズマクリーニングを行うよう
にするという方法も考えられないわけではないが、この
ようにするとクリーニングに寄与するイオンやラジカル
がプラズマ生成室7かもプラズマ引出窓11を通って反
応室13内に引き出されてしまい、プラズマ生成室7内
面の付着物の除去を有効に除去し得ない。そして、反応
室13内に入ったエッチャントは発散磁界により拡がっ
ているだけなので半導体ウエハ15を支持する支持台1
4上及びその回りをクリーニングするにすぎない。そし
て、支持台14のまわりについた膜は一般に安定で、そ
れがすぐにパーティクルになるものではない。従って、
ほとんどク1 −1i)/酩田l4閤仕づ遵b昌小づ
七2やはり、第4図に示すバイアスECRCVD装置の
ようにプラズマ引出窓11をゲートバルブ23で閉じて
プラズマ生成室7を開閉できるようにした方がプラズマ
生成室7内を有効にクリーニングできるのである。
ない従来の装置のままプラズマクリーニングを行うよう
にするという方法も考えられないわけではないが、この
ようにするとクリーニングに寄与するイオンやラジカル
がプラズマ生成室7かもプラズマ引出窓11を通って反
応室13内に引き出されてしまい、プラズマ生成室7内
面の付着物の除去を有効に除去し得ない。そして、反応
室13内に入ったエッチャントは発散磁界により拡がっ
ているだけなので半導体ウエハ15を支持する支持台1
4上及びその回りをクリーニングするにすぎない。そし
て、支持台14のまわりについた膜は一般に安定で、そ
れがすぐにパーティクルになるものではない。従って、
ほとんどク1 −1i)/酩田l4閤仕づ遵b昌小づ
七2やはり、第4図に示すバイアスECRCVD装置の
ようにプラズマ引出窓11をゲートバルブ23で閉じて
プラズマ生成室7を開閉できるようにした方がプラズマ
生成室7内を有効にクリーニングできるのである。
尚、プラズマ引出窓11をゲートバルブ23で閉じてプ
ラズマ生成室7を開閉できるようにするという技術は、
第1図乃至第3図に示すような異方性エッチングをも行
うことができるようにしたバイアスECRCVD装置に
対してもそうでないバイアスECRCVD装置に対して
も適用することができることはいうまでもない。
ラズマ生成室7を開閉できるようにするという技術は、
第1図乃至第3図に示すような異方性エッチングをも行
うことができるようにしたバイアスECRCVD装置に
対してもそうでないバイアスECRCVD装置に対して
も適用することができることはいうまでもない。
(H.発明の効果)
以上に述べたように、本発明バイアス
ECRCVD装置の第1のものは、反応室にエッチング
ガスを導入する手段を設け、プラズマ発生位置と上記反
応室内の被処理体の配置位置との距離を変化させること
ができるようにしたことを特徴とするものである。
ガスを導入する手段を設け、プラズマ発生位置と上記反
応室内の被処理体の配置位置との距離を変化させること
ができるようにしたことを特徴とするものである。
従って、本発明バイアスECRCVD装置の第1のもの
によれば、プラズマ発生位置と被処理体との距離を可変
にしたので、異方性エッチング時にその距離を短かくす
ることにより高エネルギだが短寿命の中性なラジカルを
もエッチングに寄与させることができる。
によれば、プラズマ発生位置と被処理体との距離を可変
にしたので、異方性エッチング時にその距離を短かくす
ることにより高エネルギだが短寿命の中性なラジカルを
もエッチングに寄与させることができる。
従って、異方性エッチングのエッチングレートを向上さ
せることができる。
せることができる。
本発明バイアスECRCVD装置の第2のものは、プラ
ズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生成室
を開閉する排気手段を設けてなることを特徴とするもの
である。
ズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、プラズマ生成室
を開閉する排気手段を設けてなることを特徴とするもの
である。
従って、本発明バイアスECRCVD装置の第2のもの
によれば、プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを閉
じて排気手段でプラズマ生成室を排気することにより該
プラズマ生成室内をクリーニングすることができる。従
って、プラズマ生成室内を常にクリーンな状態に保ち、
パーティクルの発生を防止することができる。
によれば、プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブを閉
じて排気手段でプラズマ生成室を排気することにより該
プラズマ生成室内をクリーニングすることができる。従
って、プラズマ生成室内を常にクリーンな状態に保ち、
パーティクルの発生を防止することができる。
第1図(A) (B)は本発明バイアスECRCV
D装置の第1の実施例を示す断面図で、同図(A)はC
VD、水平戻しエッチング時における状態を示し、同図
(B)は異方性エッチング時における状態を示し、第2
図(A)(B)は本発.明バイアスE C R C V
.D装置の第2の実施例を示す断面図で、同図(A)は
CVD、水平戻しエッチング時における状態を示し、同
図(B)は異方性エッチング時における状態を示し、第
3図(A)、(B)は本発明バイアスECRCVD装置
の第3の実施例を示す断面図で、同図(A)はCVD、
水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(B)
は異方性エッチング時における状態を示し、第4図(A
)(B)は本発明バイアスECRCVD装置の第4の実
施例を示す断面図で、同図(A)はCVD時における状
態を示し、同図(B)はプラズマクリーニング時におけ
る状態を示し、第5図rA)乃不t葺)L十費畳姑漆ル
T理狛L7千才K面図である。 符号の説明 7 ・ ・ ・ 11・・ 13・・ 18b・ 21・・ 23・・ プラズマ生成室、 ・プラズマ引出窓、 ・反応室、 ・・エッチングガス導入手段、 ・排気手段、 ・プラズマ引出窓を開閉する手段。 (A) 第1 反応室 工、,チン7力゛ス導入手段 冥カ性工、ソチンク笥の状顛 (B) の実V]の断面図 第1図 (,4) 第2の実施作 第2 wi9+ 6 1の断面図 図 11の断面図 図 背f!l技淋ε工程願に示す断面図 第5図 背景技術E工程順C:示t断面図 第5図 手続補正書 (自発) 平成2年 4月 2日 平成2年特許願第14323号 2.発明の名称 バイアスECRCVD装置 3.補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都品川区北品川6丁目7番35号名称 (2
18) ソニー株式会社4.代理人 住所 東京都荒川区西日暮里2丁目53番5号明細書の
発明の詳細な説明の欄 乙落\ 6.補正の内容 (1)下記の各箇所にあるrl6aJを「12a」に訂
正する。 a.明細書第18頁下から10行目、 b.明細書第18頁下から5行目、 (2)下記の各箇所にあるrl6bJを「12b」に訂
正する。 a.明細書第18頁下から8行目、 b.明細書第18頁下から3行目、 (3)下記の各箇所にある「16」を「12」に訂正す
る。 a.明細書第19頁下から5行目、 b.明細書第20頁1行目、 C.明細書第20頁4行目、 (4)明細書第22頁下から8行目、「の除去」を削除
する。
D装置の第1の実施例を示す断面図で、同図(A)はC
VD、水平戻しエッチング時における状態を示し、同図
(B)は異方性エッチング時における状態を示し、第2
図(A)(B)は本発.明バイアスE C R C V
.D装置の第2の実施例を示す断面図で、同図(A)は
CVD、水平戻しエッチング時における状態を示し、同
図(B)は異方性エッチング時における状態を示し、第
3図(A)、(B)は本発明バイアスECRCVD装置
の第3の実施例を示す断面図で、同図(A)はCVD、
水平戻しエッチング時における状態を示し、同図(B)
は異方性エッチング時における状態を示し、第4図(A
)(B)は本発明バイアスECRCVD装置の第4の実
施例を示す断面図で、同図(A)はCVD時における状
態を示し、同図(B)はプラズマクリーニング時におけ
る状態を示し、第5図rA)乃不t葺)L十費畳姑漆ル
T理狛L7千才K面図である。 符号の説明 7 ・ ・ ・ 11・・ 13・・ 18b・ 21・・ 23・・ プラズマ生成室、 ・プラズマ引出窓、 ・反応室、 ・・エッチングガス導入手段、 ・排気手段、 ・プラズマ引出窓を開閉する手段。 (A) 第1 反応室 工、,チン7力゛ス導入手段 冥カ性工、ソチンク笥の状顛 (B) の実V]の断面図 第1図 (,4) 第2の実施作 第2 wi9+ 6 1の断面図 図 11の断面図 図 背f!l技淋ε工程願に示す断面図 第5図 背景技術E工程順C:示t断面図 第5図 手続補正書 (自発) 平成2年 4月 2日 平成2年特許願第14323号 2.発明の名称 バイアスECRCVD装置 3.補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都品川区北品川6丁目7番35号名称 (2
18) ソニー株式会社4.代理人 住所 東京都荒川区西日暮里2丁目53番5号明細書の
発明の詳細な説明の欄 乙落\ 6.補正の内容 (1)下記の各箇所にあるrl6aJを「12a」に訂
正する。 a.明細書第18頁下から10行目、 b.明細書第18頁下から5行目、 (2)下記の各箇所にあるrl6bJを「12b」に訂
正する。 a.明細書第18頁下から8行目、 b.明細書第18頁下から3行目、 (3)下記の各箇所にある「16」を「12」に訂正す
る。 a.明細書第19頁下から5行目、 b.明細書第20頁1行目、 C.明細書第20頁4行目、 (4)明細書第22頁下から8行目、「の除去」を削除
する。
Claims (1)
- (1)プラズマ生成室と反応室との間をプラズマ引出窓
により連通させ、プラズマ生成室内にマイクロ波導入窓
からマイクロ波を導波して電子サイクロトロン共鳴を利
用してプラズマを発生させるバイアスECRCVD装置
において、 上記反応室にエッチングガスを導入する手段を設け、 プラズマ発生位置と上記反応室内の被処理体の配置位置
との距離を変化させることができるようにした ことを特徴とするバイアスECRCVD装置(2)プラ
ズマ生成室と反応室との間をプラズマ引出窓により連通
させ、プラズマ生成室内にマイクロ波導入窓からマイク
ロ波を導波して電子サイクロトロン共鳴を利用してプラ
ズマを発生させるバイアスECRCVD装置において、 上記プラズマ引出窓を開閉するゲートバルブと、 プラズマ生成室を独立して排気する排気手段と、 を設けてなることを特徴とするバイアス ECRCVD装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1432390A JPH03218018A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | バイアスecrcvd装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1432390A JPH03218018A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | バイアスecrcvd装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03218018A true JPH03218018A (ja) | 1991-09-25 |
Family
ID=11857867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1432390A Pending JPH03218018A (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | バイアスecrcvd装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03218018A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04298033A (ja) * | 1991-03-27 | 1992-10-21 | Hitachi Ltd | ドライエッチング方法 |
WO1999045585A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-10 | Tokyo Electron Limited | Appareil et procede de traitement au plasma |
JP2017085083A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | Sppテクノロジーズ株式会社 | 半導体素子の製造方法及びその製造方法に用いられるプラズマエッチング装置 |
KR20170101952A (ko) * | 2015-05-22 | 2017-09-06 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라스마 처리 장치 및 그것을 이용한 플라스마 처리 방법 |
US11355319B2 (en) | 2017-12-19 | 2022-06-07 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus |
US11776792B2 (en) | 2020-04-03 | 2023-10-03 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP1432390A patent/JPH03218018A/ja active Pending
Cited By (9)
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WO1999045585A1 (fr) * | 1998-03-05 | 1999-09-10 | Tokyo Electron Limited | Appareil et procede de traitement au plasma |
KR20170101952A (ko) * | 2015-05-22 | 2017-09-06 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라스마 처리 장치 및 그것을 이용한 플라스마 처리 방법 |
JP2018093226A (ja) * | 2015-05-22 | 2018-06-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびそれを用いたプラズマ処理方法 |
KR20190102301A (ko) * | 2015-05-22 | 2019-09-03 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라스마 처리 장치 및 그것을 이용한 플라스마 처리 방법 |
JP2019176184A (ja) * | 2015-05-22 | 2019-10-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
JP2017085083A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | Sppテクノロジーズ株式会社 | 半導体素子の製造方法及びその製造方法に用いられるプラズマエッチング装置 |
US11355319B2 (en) | 2017-12-19 | 2022-06-07 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus |
US11776792B2 (en) | 2020-04-03 | 2023-10-03 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
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