KR20070014814A - Dry etching apparatus for fabricating semiconductor device - Google Patents

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KR20070014814A KR1020050069768A KR20050069768A KR20070014814A KR 20070014814 A KR20070014814 A KR 20070014814A KR 1020050069768 A KR1020050069768 A KR 1020050069768A KR 20050069768 A KR20050069768 A KR 20050069768A KR 20070014814 A KR20070014814 A KR 20070014814A
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Abstract

Dry etching equipment for fabricating a semiconductor device is provided to prevent the inside of a vapor supply tank from being contaminated by coating the inside of the vapor supply tank. An etch gas supplying tank in which etch gas is stored supplies etch gas to a process chamber. A vapor supply tank(150) whose inside is coated with a corrosion preventing material supplies vapor to the process chamber wherein the vapor is stored in the vapor supply tank. The coating material(151) in the vapor supply tank includes ceramic or teflon.

Description

반도체 소자 제조용 건식 식각 장비{Dry etching apparatus for fabricating semiconductor device}Dry etching apparatus for fabricating semiconductor devices

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a dry etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 코팅이 된 수증기 공급 탱크의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the coated steam supply tank of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 공정 챔버 110 : 식각 가스 공급 탱크100 process chamber 110 etching gas supply tank

120 : 가스 배기 유닛 150 : 수증기 공급 탱크120: gas exhaust unit 150: steam supply tank

본 발명은 반도체 제조용 건식 식각 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감광막을 제거하는 공정 진행시, 수증기를 공급하는 수증기 공급 탱크의 내부 재질을 코팅하여, 부식을 막아 웨이퍼의 생산 수율을 향상시키기 위한 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비에 관한 것이다. The present invention relates to a dry etching apparatus for manufacturing a semiconductor, and more particularly, a semiconductor for coating a material of a steam supply tank for supplying steam during the process of removing a photoresist to prevent corrosion, thereby improving wafer production yield. It relates to a dry etching equipment for device manufacturing.

일반적으로, 반도체 칩은 웨이퍼(W)에 도체, 반도체, 절연체로 된 박막들을 형성한다. 즉, 감광제(photo-resist)를 웨이퍼 상에 균일하게 도포하고 스텝퍼 (stepper)와 같은 노광(exposing) 장비를 사용하여, 마스크 혹은 레티클(reticle) 상의 패턴을 축소, 투영, 노광시키는 패터닝(patterning) 공정을 반복하면서 소자와 배선을 형성, 연결하여 이루어진다. In general, a semiconductor chip forms thin films of a conductor, a semiconductor, and an insulator on a wafer W. That is, patterning is applied to the photo-resist uniformly on the wafer and to reduce, project, and expose the pattern on the mask or reticle using an exposing device such as a stepper. It repeats a process and forms and connects an element and wiring.

따라서, 반도체 칩의 제조에서 패터닝은 기본적인 공정이다. 그러나, 감광제를 이용한 감광막은 반도체 칩의 구성에는 포함되지 않으므로 패턴 형성작업이 완료되면 모두 제거되어야 한다.Therefore, patterning is a basic process in the manufacture of semiconductor chips. However, since the photosensitive film using the photosensitive agent is not included in the configuration of the semiconductor chip, all of the photosensitive film should be removed when the pattern forming work is completed.

감광막의 제거에 이용되는 공정을 스트립(strip) 공정이라고 하며 식각 가스를 이온(ion) 등의 형태로 감광막과 반응시켜 감광막을 제거하는 방법이다. 즉, 스트립 공정이 이루어지는 챔버에, 식각 가스와 초순수 수증기를 공급하여 반응이 이루어지게 한다. 플라즈마화된 활성 산소(O)의 강력한 반응성을 이용해 감광막을 산화시키고, 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)와 같은 휘발성 가스의 형태로 배출시킨다. 여기서, 수증기를 공급하는 수증기 공급 탱크는 SUS(Stainless Use Steel; 이하 'SUS'라고 함) 재질로 구비된다. 초순수를 오래 보관할 때, 수증기 공급 탱크의 내부 SUS 유해물질이 초순수를 오염시킬 수 있다. 오염된 초순수는 웨이퍼(W)의 금속선(metal line)과 반응하여 금속 부식을 가져올 수 있으며 이로 인한 웨이퍼의 생산 수율은 감소될 수 있다.The process used for removing the photoresist film is called a strip process and is a method of removing the photoresist film by reacting an etching gas with the photoresist film in the form of ions. In other words, the reaction is performed by supplying the etching gas and ultrapure water vapor to the chamber in which the strip process is performed. The strong reactivity of the plasma-activated oxygen (O) is used to oxidize the photoresist and release it in the form of volatile gases such as water vapor (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). Here, the steam supply tank for supplying steam is provided with a SUS (Stainless Use Steel) material. When storing ultrapure water for a long time, internal SUS harmful substances in the water vapor supply tank may contaminate the ultrapure water. Contaminated ultrapure water may react with the metal line of the wafer W, leading to metal corrosion, thereby reducing the yield of the wafer.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 감광막을 제거하는 공정에서, 수증기를 공급하는 수증기 공급 탱크의 내부 재질을 코팅하여 부식을 막아 웨이퍼의 생 산 수율을 향상시키는 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비를 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device to improve the production yield of the wafer by preventing the corrosion by coating the internal material of the steam supply tank for supplying steam in the process of removing the photosensitive film have.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비는 수증기와 식각 가스로 감광막 제거 공정이 이루어지는 공정 챔버, 공정 챔버의 외부 일측에 설치되어 식각 가스를 저장하며 공정 챔버에 공급하는 식각 가스 공급 탱크, 공정 챔버의 외부 일측에 설치되어 수증기를 저장하며 공정 챔버에 공급하는 내부가 코팅된 수증기 공급 탱크를 포함한다. Dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem is a process chamber in which a photoresist removal process is performed by steam and etching gas, is installed on one side of the outside of the process chamber to store the etching gas and the process chamber Etched gas supply tank for supplying, is installed on one side of the outside of the process chamber to store water vapor and includes an internally coated steam supply tank for supplying to the process chamber.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비를 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a dry etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비(10)는 공정 챔버(100), 식각 가스 공급 탱크(110), 가스 배기 유닛(120), 하부 전극(130), 상부 전극(140), 수증기 공급 탱크(150)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the dry etching apparatus 10 for manufacturing a semiconductor device may include a process chamber 100, an etching gas supply tank 110, a gas exhaust unit 120, a lower electrode 130, an upper electrode 140, Water vapor supply tank (150).

공정 챔버(100)는 공정 챔버(100) 내의 하부 전극(130)과 상부 전극(140)을 포함한다. 공정 챔버(100) 하부면에는 식각 가스를 공급받는 식각 가스 공급 라인(115)이 연결되고, 또한 감광막 제거가 이루어 진후 반응 가스가 나가는 가스 배기 라인(125)이 연결된다. 수증기를 공급하는 수증기 공급 라인(155)도 공정 챔버(100)에 연결된다. 공정 챔버(100)는 식각 가스와 수증기의 반응으로써, 감광막의 제거 공정이 이루어지는 챔버이다. 그리고, 공정 챔버(100)는 가스 배기 유닛(120)에 의해 일정한 진공 상태를 유지한다.The process chamber 100 includes a lower electrode 130 and an upper electrode 140 in the process chamber 100. An etching gas supply line 115 for receiving an etching gas is connected to a lower surface of the process chamber 100, and a gas exhaust line 125 for reacting gas is connected after removing the photoresist. A steam supply line 155 for supplying steam is also connected to the process chamber 100. The process chamber 100 is a chamber in which a photoresist film is removed by a reaction between an etching gas and water vapor. In addition, the process chamber 100 maintains a constant vacuum state by the gas exhaust unit 120.

식각 가스 공급 탱크(110)는, 가스 공급 라인(115)이 공정 챔버(100)로 연결됨으로써, 다운 스트림(down stream) 방식으로 감광막 제거에 이용되는 N2나 O2 같은 식각 가스를 공정 챔버(100) 내에 공급한다.The etching gas supply tank 110 is connected to the process chamber 100 by the gas supply line 115 so that the etching gas such as N 2 or O 2, which is used to remove the photoresist in a downstream manner, may be used. 100).

가스 배기 유닛(120)은, 공정 챔버(100) 하부면에 설치된 가스 배기 라인(125)을 통해 공정 챔버(100)와 연결된다. 가스 배기 유닛(120)은 스트립 공정 전 공정 챔버(100)내 오염된 공기를 제거하여 일정한 진공 상태로 유지시킨다. 또한, 스트립 공정 동안 반응에 의해 발생하는 H2O, CO, CO2 같은 반응 가스들을 제거하는 펌핑 기능을 한다.The gas exhaust unit 120 is connected to the process chamber 100 through a gas exhaust line 125 provided on the bottom surface of the process chamber 100. The gas exhaust unit 120 removes contaminated air in the process chamber 100 before the strip process and maintains it in a constant vacuum state. It also has a pumping function to remove reactive gases such as H 2 O, CO, CO 2 generated by the reaction during the strip process.

하부 전극(130)은 공정 챔버(100) 내 하부에 설치되어, 정전기력을 이용하여 웨이퍼(W)를 고정시킨다.The lower electrode 130 is installed below the process chamber 100 to fix the wafer W by using electrostatic force.

상부 전극(140)은 공정 챔버(100) 내 상부에 설치되고, 하부 전극(130)에 대향되게 설치된다. 상부 전극(140)은 고주파 전력이 인가되면 공정 챔버(100) 내 식각 가스를 플라즈마화 하여 웨이퍼(W)의 감광막을 제거할 수 있도록 한다.The upper electrode 140 is installed above the process chamber 100 and is disposed to face the lower electrode 130. When the high frequency power is applied, the upper electrode 140 may convert the etching gas in the process chamber 100 into plasma to remove the photoresist film of the wafer (W).

수증기 공급 탱크(150)는 수증기 공급 라인(155)을 통해 공정 챔버(100)와 연결된 원통형의 탱크이다. 수증기 공급 탱크(150)는 스트립 공정에 이용되는 수증기를 수증기 공급 라인(155)을 통해 공정 챔버(100)로 공급시키는 장치이다. 감광막 제거 공정을 하기 위하여, 초순수를 저장하는 수증기 공급 탱크(150)는 압력을 낮추고 소정의 온도로 가열하여 수증기를 발생시킨다. 발생된 수증기는 수증기 공급 라인(155)을 통해 공정 챔버(100) 내에 공급된다. The steam supply tank 150 is a cylindrical tank connected to the process chamber 100 via the steam supply line 155. The steam supply tank 150 is a device for supplying steam used for the strip process to the process chamber 100 through the steam supply line 155. In order to perform the photoresist film removing process, the steam supply tank 150 storing ultrapure water lowers the pressure and heats it to a predetermined temperature to generate steam. The generated steam is supplied into the process chamber 100 through the steam supply line 155.

본 발명의 수증기 공급 탱크(150)는 내부 SUS 재질 위에 코팅을 하여, 초순수를 오래 보관하여도 내부 SUS 재질의 유해물질을 차단하여, 초순수가 오염되지 않는다. The steam supply tank 150 of the present invention is coated on the internal SUS material to block harmful substances of the internal SUS material even if the ultrapure water is stored for a long time, so that the ultrapure water is not contaminated.

다음은, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비의 동작에 대해 자세히 설명한다.Next, the operation of the dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

반도체 소자 제조용 건식 식각 장비(10)는 식각 가스 공급 탱크(110)에서 N2나 O2 같은 식각 가스를 공급하여 공정 챔버(100)내 분포시킨다. 또한, 본 발명의 수증기 공급 탱크(150)에서 공정 챔버(100) 내로 오염되지 않은 수증기를 공급한다. The dry etching apparatus 10 for manufacturing a semiconductor device supplies an etching gas such as N 2 or O 2 from the etching gas supply tank 110 and distributes it in the process chamber 100. In addition, the vapor supply tank 150 of the present invention supplies uncontaminated water vapor into the process chamber 100.

다음으로, 상부 전극(140)에 고주파 전력을 인가하면 공정 챔버(100) 내 공급된 식각 가스가 플라즈마화 된다. 플라즈마화 된 식각 가스와 수증기는 웨이퍼(W) 표면과 반응하여 유기 물질인 감광막을 제거한다. 그리고, 감광막을 제거하는 스트립 공정이 진행되면서 웨이퍼(W)와 반응된 반응 가스들, 수증기 및 오염 물질들은 가스 배기 유닛(120)의 펌핑에 의해 가스 배기 라인(125)으로 빠져나가게 된다. Next, when high frequency power is applied to the upper electrode 140, the etching gas supplied into the process chamber 100 is converted into plasma. The plasmalized etching gas and water vapor react with the surface of the wafer W to remove the organic photosensitive film. In addition, as the strip process of removing the photoresist film proceeds, the reaction gases, water vapor, and contaminants reacted with the wafer W are discharged to the gas exhaust line 125 by pumping the gas exhaust unit 120.

도 2를 참조하여 설명한다.It demonstrates with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 원형의 수증기 공급 탱크(150)를 나타낸다. 도 2에서 보듯이, 수증기 공급 탱크(150)의 내부가 코팅물질(151)로 코팅이 되어 있음을 보여준다.2 shows a circular steam supply tank 150 of the present invention. As shown in FIG. 2, the interior of the steam supply tank 150 is coated with a coating material 151.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수증기 공급 탱크(150)의 내부가 코팅이 됨으로써, 수증기 공급 탱크(150)의 내부 유해물질을 차단하여 오염이 방지되어, 오래 보관하여도 오염되지 않은 초순수의 수증기를 제공할 수 있다.As such, according to one embodiment of the present invention, the inside of the steam supply tank 150 is coated, thereby preventing contamination by blocking the internal harmful substances of the steam supply tank 150, so that the contamination is not contaminated even after long storage Ultrapure water vapor can be provided.

그리고, 오염된 수증기를 제공하지 않음으로써, 웨이퍼(W)의 금속 부식을 감소시킬 수 있다. 이로써, 웨이퍼(W)의 생산 수율을 증가시킬 수 있으며 또한, 내부가 코팅된 수증기 공급 탱크(150)를 사용함으로써, 사용 수명이 연장되어 생산 단가를 낮추며 설비 가동률을 높일 수 있다.And by not providing contaminated water vapor, metal corrosion of the wafer W can be reduced. As a result, the production yield of the wafer W can be increased, and by using the vapor supply tank 150 coated therein, the service life can be extended to lower the production cost and increase the facility operation rate.

여기서, 수증기 공급 탱크(150)의 내부 코팅 재질은 세라믹, 테플론 등 초순수를 오염시키지 않는 어떠한 물질로도 대체될 수 있다. 또한, 수증기 공급 탱크(150)의 형태는 장비의 구성상 어떠한 형태로 구비될 수 있다.Here, the internal coating material of the steam supply tank 150 may be replaced with any material that does not contaminate ultrapure water, such as ceramics and Teflon. In addition, the shape of the steam supply tank 150 may be provided in any form of the configuration of the equipment.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같은 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다. According to the dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device as described above has one or more of the following effects.

첫째, 수증기 공급 탱크의 내부를 코팅함으로써 수증기 공급 탱크 내의 오염을 방지할 수 있다.First, it is possible to prevent contamination in the steam supply tank by coating the interior of the steam supply tank.

둘째, 오염되지 않은 초순수의 수증기를 공급할 수 있다.Second, it is possible to supply uncontaminated ultra pure water vapor.

셋째, 오염되지 않은 초순수의 수증기를 공급함으로써, 웨이퍼의 금속 부식을 감소시킬 수 있다.Third, by supplying uncontaminated ultrapure water vapor, it is possible to reduce metal corrosion of the wafer.

넷째, 웨이퍼의 금속 부식을 방지함으로써, 웨이퍼의 손실률을 감소시킬 수 있다.Fourth, by preventing metal corrosion of the wafer, the loss rate of the wafer can be reduced.

다섯째, 코팅된 수증기 공급 탱크를 사용함으로써, 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비의 사용 수명을 연장할 수 있다.Fifth, by using a coated steam supply tank, it is possible to extend the service life of the dry etching equipment for manufacturing semiconductor devices.

Claims (2)

공정 챔버;Process chambers; 상기 공정 챔버에 식각 가스를 저장하며 상기 공정 챔버에 공급하는 식각 가스 공급 탱크; 및An etch gas supply tank storing an etch gas in the process chamber and supplying the etch gas to the process chamber; And 상기 공정 챔버에 수증기를 저장하며 상기 공정 챔버에 공급하는 내부가 부식 방지 물질로 코팅된 수증기 공급 탱크를 포함하는 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비.Dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device comprising a steam supply tank for storing the steam in the process chamber and supplying the inside to the process chamber coated with a corrosion resistant material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수증기 공급 탱크 내부의 코팅 재질은 세라믹 또는 테플론을 포함하는 반도체 소자 제조용 건식 식각 장비.The coating material inside the steam supply tank is a dry etching equipment for manufacturing a semiconductor device comprising a ceramic or Teflon.
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