JPH10209128A - 平坦化終点検出方法 - Google Patents
平坦化終点検出方法Info
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- JPH10209128A JPH10209128A JP1050297A JP1050297A JPH10209128A JP H10209128 A JPH10209128 A JP H10209128A JP 1050297 A JP1050297 A JP 1050297A JP 1050297 A JP1050297 A JP 1050297A JP H10209128 A JPH10209128 A JP H10209128A
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- etching
- sio
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の製造工程において平坦化の終点
検出を安定して行うことのできる平坦化終点検出方法を
提供する。 【解決手段】 SiO2 膜1上に製膜されている金属配
線膜3上に絶縁SiO2膜5を製膜する。このSiO2
膜5上に窒化ケイ素膜7(検出膜)を製膜し、その上に
平坦化膜9を製膜する。続いて、エッチング反応ガス中
におけるN2 の濃度を測定しつつ平坦化膜9をドライエ
ッチングし、N2 濃度に基づいて平坦化の終点を検出す
る。
検出を安定して行うことのできる平坦化終点検出方法を
提供する。 【解決手段】 SiO2 膜1上に製膜されている金属配
線膜3上に絶縁SiO2膜5を製膜する。このSiO2
膜5上に窒化ケイ素膜7(検出膜)を製膜し、その上に
平坦化膜9を製膜する。続いて、エッチング反応ガス中
におけるN2 の濃度を測定しつつ平坦化膜9をドライエ
ッチングし、N2 濃度に基づいて平坦化の終点を検出す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
における平坦化工程等において必要とされる平坦化終点
検出方法に関する。特には、平坦化の終点検出を安定し
て行うことのできる平坦化終点検出方法に関する。
における平坦化工程等において必要とされる平坦化終点
検出方法に関する。特には、平坦化の終点検出を安定し
て行うことのできる平坦化終点検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、半導体装置の平坦化工程の一例
を模式的に示す断面図である。(A)は平坦化エッチン
グ前、(B)はエッチング途中、(C)はエッチング完
了状態を示す。半導体装置の断面構造を説明する。一番
下が、BPSGのSiO2 膜1である。この上に、3本
のAl配線膜3が局部的に形成されている。Al配線膜
3、及び、SiO2 膜1上には、それらの膜を覆うよう
にP−TEOSの絶縁用のSiO2 膜5がCVDで製膜
されている。SiO2 膜5上にはSOGの平坦化膜9が
製膜(塗布)されている。平坦化膜9は、この後B→C
のようにエッチングされその上面が平坦化される。その
後の工程で、さらにその上に新たなAl配線膜等が形成
される。なお、SOGの代りにFOXやレジスト等を用
いて平坦化することもある。
を模式的に示す断面図である。(A)は平坦化エッチン
グ前、(B)はエッチング途中、(C)はエッチング完
了状態を示す。半導体装置の断面構造を説明する。一番
下が、BPSGのSiO2 膜1である。この上に、3本
のAl配線膜3が局部的に形成されている。Al配線膜
3、及び、SiO2 膜1上には、それらの膜を覆うよう
にP−TEOSの絶縁用のSiO2 膜5がCVDで製膜
されている。SiO2 膜5上にはSOGの平坦化膜9が
製膜(塗布)されている。平坦化膜9は、この後B→C
のようにエッチングされその上面が平坦化される。その
後の工程で、さらにその上に新たなAl配線膜等が形成
される。なお、SOGの代りにFOXやレジスト等を用
いて平坦化することもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4における、SOG
膜9及びSiO2 膜5の平坦化エッチング(エッチング
バック)時には、反応ガス中に特徴のある発光を有する
物質が存在しない。というのは、SOGを構成する元素
は、C、H、O及びSiであり、SiO2 を構成する元
素は文字通りSi及びOである。そこで、次善の策とし
て、反応ガス中におけるCOの発光をモニターしてい
る。
膜9及びSiO2 膜5の平坦化エッチング(エッチング
バック)時には、反応ガス中に特徴のある発光を有する
物質が存在しない。というのは、SOGを構成する元素
は、C、H、O及びSiであり、SiO2 を構成する元
素は文字通りSi及びOである。そこで、次善の策とし
て、反応ガス中におけるCOの発光をモニターしてい
る。
【0004】図3は、図4の従来の平坦化工程におい
て、COの発光をモニターした場合における発光強度の
推移を示すグラフである。図中の凸状の線が、エッチバ
ック中におけるCOの発光強度を示す。横軸は時間であ
る。左側の平坦な山の線11は、SOGのエッチング中
である。この時は、SOG膜をエッチバックしているの
でCOの発光強度が低いレベルである。その後エッチン
グが進んで点13に至ると、カーブが上に向く。この点
13は、SOGの下地のSiO2 膜が出始めた時点であ
り、SiO2 をエッチングしているためCOの発光強度
が上り始める。
て、COの発光をモニターした場合における発光強度の
推移を示すグラフである。図中の凸状の線が、エッチバ
ック中におけるCOの発光強度を示す。横軸は時間であ
る。左側の平坦な山の線11は、SOGのエッチング中
である。この時は、SOG膜をエッチバックしているの
でCOの発光強度が低いレベルである。その後エッチン
グが進んで点13に至ると、カーブが上に向く。この点
13は、SOGの下地のSiO2 膜が出始めた時点であ
り、SiO2 をエッチングしているためCOの発光強度
が上り始める。
【0005】そのまま、COの発光強度は上り、点15
でEPD(終点を検出する所)を通過する。このEPD
では発光レベルの上昇がなだらかであるため、パターン
の違いやE/Rの変動、装置の状態、EPDシステムの
状態に大きく依存するため安定したEPDをとることが
できない。EPD15を過ぎてもさらにCO発光強度は
上るが、点17に達すると平坦になる。これは、下地の
SiO2 の発光が一定になった(サチレーション)から
である。しかし、ほとんどのデバイスは、点17のよう
なサチレーションしたポイントでエッチングを停止する
ことはなく、上昇波形の途中(点15)でEPDを検出
し、さらに、数秒のオーバーエッチを行いエッチングを
停止する。よって、変化率の小さい波形ではEPDが安
定しない。
でEPD(終点を検出する所)を通過する。このEPD
では発光レベルの上昇がなだらかであるため、パターン
の違いやE/Rの変動、装置の状態、EPDシステムの
状態に大きく依存するため安定したEPDをとることが
できない。EPD15を過ぎてもさらにCO発光強度は
上るが、点17に達すると平坦になる。これは、下地の
SiO2 の発光が一定になった(サチレーション)から
である。しかし、ほとんどのデバイスは、点17のよう
なサチレーションしたポイントでエッチングを停止する
ことはなく、上昇波形の途中(点15)でEPDを検出
し、さらに、数秒のオーバーエッチを行いエッチングを
停止する。よって、変化率の小さい波形ではEPDが安
定しない。
【0006】このEPDの点15が明瞭に分ればよい
が、カーブがわずかずつ徐々に上昇していくような場合
もあり(平坦性の違い等のため)、点15の判断がむず
かしく、安定した終点を得ることができなかった。本発
明は、半導体装置の製造工程等において必要とされる平
坦化の終点検出を安定して行うことのできる平坦化終点
検出方法を提供することを目的とする。
が、カーブがわずかずつ徐々に上昇していくような場合
もあり(平坦性の違い等のため)、点15の判断がむず
かしく、安定した終点を得ることができなかった。本発
明は、半導体装置の製造工程等において必要とされる平
坦化の終点検出を安定して行うことのできる平坦化終点
検出方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の平坦化終点検出方法は、上面に凹凸を有す
る第1の膜上に平坦化膜を製膜した後に、該平坦化膜を
ドライエッチングにより第1の膜の凸部に達するまで平
坦化エッチングする際にエッチングの終点を検出する方
法であって; 第1の膜上に、第1の膜及び平坦化膜が
含有しない特異物質を含む検出膜を製膜し、 続いて、
検出膜上に平坦化膜を製膜し、 続いて、エッチング反
応ガス中における上記特異物質の濃度を測定しつつ平坦
化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度に基づい
て平坦化の終点を検出することを特徴とする。
め、本発明の平坦化終点検出方法は、上面に凹凸を有す
る第1の膜上に平坦化膜を製膜した後に、該平坦化膜を
ドライエッチングにより第1の膜の凸部に達するまで平
坦化エッチングする際にエッチングの終点を検出する方
法であって; 第1の膜上に、第1の膜及び平坦化膜が
含有しない特異物質を含む検出膜を製膜し、 続いて、
検出膜上に平坦化膜を製膜し、 続いて、エッチング反
応ガス中における上記特異物質の濃度を測定しつつ平坦
化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度に基づい
て平坦化の終点を検出することを特徴とする。
【0008】すなわち、エッチングが進んで特異物質を
含む検出膜に達すると、エッチング反応ガス中に特異物
質が検出され始める。そしてエッチングがさらに進む
と、特異物質の値がピークを迎え、続いてピークが下が
る。このピークを検出することにより、平坦化エッチン
グの終了を安定的に検出できる。
含む検出膜に達すると、エッチング反応ガス中に特異物
質が検出され始める。そしてエッチングがさらに進む
と、特異物質の値がピークを迎え、続いてピークが下が
る。このピークを検出することにより、平坦化エッチン
グの終了を安定的に検出できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の第1態様の平坦化終点検
出方法は、基板上に金属配線膜を製膜し、この配線膜上
にSiO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に特異物質
を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上に平坦化膜を製
膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化
膜のいずれもが含有しない物質であり、 続いて、エッ
チング反応ガス中における上記特異物質の濃度を測定し
つつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度
に基づいて平坦化の終点を検出することを特徴とする。
Al等の配線膜上の絶縁層(SiO2 膜)でエッチング
を終える場合の態様である。
出方法は、基板上に金属配線膜を製膜し、この配線膜上
にSiO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に特異物質
を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上に平坦化膜を製
膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化
膜のいずれもが含有しない物質であり、 続いて、エッ
チング反応ガス中における上記特異物質の濃度を測定し
つつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度
に基づいて平坦化の終点を検出することを特徴とする。
Al等の配線膜上の絶縁層(SiO2 膜)でエッチング
を終える場合の態様である。
【0010】また、本発明の第2態様の平坦化終点検出
方法は、基板上に金属配線膜を製膜し、 この配線膜上
に特異物質を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上にS
iO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に平坦化膜を製
膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化
膜のいずれもが含有しない物質であり、 続いて、エッ
チング反応ガス中における上記特異物質の濃度を測定し
つつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度
に基づいて平坦化の終点を検出することを特徴とする。
Al等の配線膜のトップ(頂部)を露出させてエッチン
グを終了する場合の態様である。
方法は、基板上に金属配線膜を製膜し、 この配線膜上
に特異物質を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上にS
iO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に平坦化膜を製
膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化
膜のいずれもが含有しない物質であり、 続いて、エッ
チング反応ガス中における上記特異物質の濃度を測定し
つつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度
に基づいて平坦化の終点を検出することを特徴とする。
Al等の配線膜のトップ(頂部)を露出させてエッチン
グを終了する場合の態様である。
【0011】以下、図面を参照しつつより詳しく説明す
る。図1は、本発明の1実施例に係る半導体装置の平坦
化工程を模式的に示す断面図である。半導体装置の断面
構造を説明する。一番下が、BPSGのSiO2 膜1で
ある。この上に、3本のAl配線膜3が局部的に形成さ
れている。Al配線膜3、及び、SiO2 膜1上には、
それらの膜を覆うようにP−TEOSの絶縁用のSiO
2 膜5がCVDで製膜されている。SiO2 膜5の上に
は、薄いP−Si3 N4 膜7がCVDで製膜されてい
る。SiO2 膜5上にはSOGの平坦化膜9が製膜(塗
布)されている。平坦化膜9は、この後B→Cのように
エッチングされその上面が平坦化される。その後の工程
で、さらにその上に新たなAl配線膜等が形成される。
る。図1は、本発明の1実施例に係る半導体装置の平坦
化工程を模式的に示す断面図である。半導体装置の断面
構造を説明する。一番下が、BPSGのSiO2 膜1で
ある。この上に、3本のAl配線膜3が局部的に形成さ
れている。Al配線膜3、及び、SiO2 膜1上には、
それらの膜を覆うようにP−TEOSの絶縁用のSiO
2 膜5がCVDで製膜されている。SiO2 膜5の上に
は、薄いP−Si3 N4 膜7がCVDで製膜されてい
る。SiO2 膜5上にはSOGの平坦化膜9が製膜(塗
布)されている。平坦化膜9は、この後B→Cのように
エッチングされその上面が平坦化される。その後の工程
で、さらにその上に新たなAl配線膜等が形成される。
【0012】図1(A)の状態から平坦化エッチングを
開始する。エッチングの方法は、ドライエッチング等の
公知の方法を用いることができる。エッチングを始める
と、最初のうちは、SOG膜9のみがエッチングされそ
の頂部が次第に下に下がる。そして、図1(B)の状態
に達すると、Al配線3上のSiO2 膜5の頂部上のS
i3 N4 膜7が露出して、このSi3 N4 膜7がエッチ
ングされ始める。すると、Si3 N4 からN2 がエッチ
ング反応ガス中に放出される。SiO2 膜5頂部のSi
3 N4 膜7のエッチングが進んで頂部の膜7がエッチン
グ完了したのが図1(C)の状態である。本実施例の場
合は、これで平坦化エッチング完了である。
開始する。エッチングの方法は、ドライエッチング等の
公知の方法を用いることができる。エッチングを始める
と、最初のうちは、SOG膜9のみがエッチングされそ
の頂部が次第に下に下がる。そして、図1(B)の状態
に達すると、Al配線3上のSiO2 膜5の頂部上のS
i3 N4 膜7が露出して、このSi3 N4 膜7がエッチ
ングされ始める。すると、Si3 N4 からN2 がエッチ
ング反応ガス中に放出される。SiO2 膜5頂部のSi
3 N4 膜7のエッチングが進んで頂部の膜7がエッチン
グ完了したのが図1(C)の状態である。本実施例の場
合は、これで平坦化エッチング完了である。
【0013】図2は、図1の実施例の平坦化工程におい
て、EPDシステムを用いて反応ガス中のN2 ガスの発
光強度をモニターしたグラフである。図中の凸状の線
が、エッチバック中におけるN2 ガスの発光強度の推移
を示す。横軸は時間である。左側の平坦な山の線21
は、SOGのエッチング中のN2 発光強度である。SO
Gには基本的にはNが含まれていないが、大気中のN2
の残分が低いレベルで表われている。
て、EPDシステムを用いて反応ガス中のN2 ガスの発
光強度をモニターしたグラフである。図中の凸状の線
が、エッチバック中におけるN2 ガスの発光強度の推移
を示す。横軸は時間である。左側の平坦な山の線21
は、SOGのエッチング中のN2 発光強度である。SO
Gには基本的にはNが含まれていないが、大気中のN2
の残分が低いレベルで表われている。
【0014】この山21がしばらく続き、SOGのエッ
チングが進むと、図1(B)のように頂部のSi3 N4
膜が露出して、この膜自身がエッチングされ始める。そ
うすると、活発にN2 が反応ガス中に混入するので、図
2の点23からN2 の発光強度が上昇を始め、鋭いピー
ク25を形成する。ピーク時は、頂部のSi3 N4 膜が
全面的に表れている状態である。その後、頂部のSi3
N4 膜がエッチングされきると、頂部の側面のSi3 N
4 膜のみのエッチングとなるため、N2 の発光強度は急
速に下がる(点27)。これにより、エッチング完了を
判定する。
チングが進むと、図1(B)のように頂部のSi3 N4
膜が露出して、この膜自身がエッチングされ始める。そ
うすると、活発にN2 が反応ガス中に混入するので、図
2の点23からN2 の発光強度が上昇を始め、鋭いピー
ク25を形成する。ピーク時は、頂部のSi3 N4 膜が
全面的に表れている状態である。その後、頂部のSi3
N4 膜がエッチングされきると、頂部の側面のSi3 N
4 膜のみのエッチングとなるため、N2 の発光強度は急
速に下がる(点27)。これにより、エッチング完了を
判定する。
【0015】Al配線の頂部を露出させるまでエッチン
グを行う場合には、Al配線膜の上に薄いSi3 N4 膜
を製膜し、上記と同様に平坦化エッチングを行う。
グを行う場合には、Al配線膜の上に薄いSi3 N4 膜
を製膜し、上記と同様に平坦化エッチングを行う。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、平坦化
工程において、平坦化の終点検出を安定して行うことの
でき、アンダーエッチ、オーバーエッチ及びウエハー不
良数の低減が可能となる。また、平坦化が安定すること
で、二層目や三層目のアルミ配線のストリンガー(段差
部や平坦性が悪い所に発生する被エッチング膜の残り)
を防止することができ、特性の安定化にもつながる。
工程において、平坦化の終点検出を安定して行うことの
でき、アンダーエッチ、オーバーエッチ及びウエハー不
良数の低減が可能となる。また、平坦化が安定すること
で、二層目や三層目のアルミ配線のストリンガー(段差
部や平坦性が悪い所に発生する被エッチング膜の残り)
を防止することができ、特性の安定化にもつながる。
【図1】本発明の1実施例に係る半導体装置の平坦化工
程を模式的に示す断面図である。(A)は平坦化エッチ
ング前、(B)はエッチング途中、(C)はエッチング
完了状態を示す。
程を模式的に示す断面図である。(A)は平坦化エッチ
ング前、(B)はエッチング途中、(C)はエッチング
完了状態を示す。
【図2】図1の実施例の平坦化工程において、反応ガス
中のN2 ガスの発光強度をモニターしたグラフである。
中のN2 ガスの発光強度をモニターしたグラフである。
【図3】図4の従来の平坦化工程において、COの発光
をモニターした場合における発光強度の推移を示すグラ
フである。
をモニターした場合における発光強度の推移を示すグラ
フである。
【図4】従来の半導体装置の平坦化工程の一例を模式的
に示す断面図である。(A)は平坦化エッチング前、
(B)はエッチング途中、(C)はエッチング完了状態
を示す。
に示す断面図である。(A)は平坦化エッチング前、
(B)はエッチング途中、(C)はエッチング完了状態
を示す。
1…SiO2 膜(BPSG)、3…Al配線膜、5…S
iO2 膜(P−TEOS)、7…Si3 N4 膜(検出
膜)、9…SOG膜(平坦化膜)
iO2 膜(P−TEOS)、7…Si3 N4 膜(検出
膜)、9…SOG膜(平坦化膜)
Claims (4)
- 【請求項1】 上面に凹凸を有する第1の膜上に平坦化
膜を製膜した後に、該平坦化膜をドライエッチングによ
り第1の膜の凸部に達するまで平坦化エッチングする際
に、エッチングの終点を検出する方法であって;第1の
膜上に、第1の膜及び平坦化膜が含有しない特異物質を
含む検出膜を製膜し、 続いて、検出膜上に平坦化膜を製膜し、 続いて、エッチング反応ガス中における上記特異物質の
濃度を測定しつつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度に基づいて平坦化の終点を検出すること
を特徴とする平坦化終点検出方法。 - 【請求項2】 基板上に金属配線膜を製膜し、 この配線膜上にSiO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に特異物質を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上に平坦化膜を製膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化膜のいず
れもが含有しない物質であり、 続いて、エッチング反応ガス中における上記特異物質の
濃度を測定しつつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度に基づいて平坦化の終点を検出すること
を特徴とする平坦化終点検出方法。 - 【請求項3】 基板上に金属配線膜を製膜し、 この配線膜上に特異物質を含む検出膜を製膜し、 この検出膜上にSiO2 膜を製膜し、 このSiO2 膜上に平坦化膜を製膜し、 ここで上記特異物質は、SiO2 膜及び平坦化膜のいず
れもが含有しない物質であり、 続いて、エッチング反応ガス中における上記特異物質の
濃度を測定しつつ平坦化膜をドライエッチングし、 該特異物質濃度に基づいて平坦化の終点を検出すること
を特徴とする平坦化終点検出方法。 - 【請求項4】 上記検出膜がSi3 N4 膜であり、上記
特異物質がN2 であることを特徴とする請求項1、2又
は3記載の平坦化終点検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1050297A JPH10209128A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 平坦化終点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1050297A JPH10209128A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 平坦化終点検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10209128A true JPH10209128A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11751989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1050297A Pending JPH10209128A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 平坦化終点検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10209128A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007257816A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-10-04 | Tdk Corp | 磁気記録媒体の製造方法 |
JP2007257817A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Tdk Corp | 磁気記録媒体の製造方法 |
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-
1997
- 1997-01-23 JP JP1050297A patent/JPH10209128A/ja active Pending
Cited By (14)
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