TW591715B - Plasma etching method - Google Patents

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Masanobu Honda
Kazuya Nagaseki
Hisataka Hayashi
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Tokyo Electron Ltd
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Description

591715 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於將在半導體晶圓等的被處理基板上所形 成的低介電常數膜（1 0W - k膜）等的有機系材料膜， 電漿鈾刻至該膜的中途爲止的電漿蝕刻方法。 【先前技術】 在半導體元件的配置形成製程中，爲了導通配線層， 形成在配線層間的層間絕緣膜被蝕刻。作爲層間絕緣膜， 近來，爲了更加地實現半導體元件的高速化，要求更低介 電常數的膜。而且，作爲此種低介電常數膜，開始廣泛使 用有機系材料膜。 有機系材料膜的蝕刻，係藉由電漿蝕刻來進行。具體 而言，係在處理室內設置一對上下對向的對向電極，而將 半導體晶圓（以下簡稱爲晶圓）載置在下部電極上，並將 1 3 · 5 6〜4 Ο Μ Η z程度的高頻電力供應給該下部電 極，來進行鈾刻。 然而，在對有機系材料膜進行溝渠鈾刻中，例如於沒 有停止層的單道金屬鑲嵌（single-damascene)構造或是雙 道金屬鑲嵌（dual-damascene)構造，在膜的中途使触刻停 止’將藉由蝕刻所形成的溝的底部作成平坦部的情況，在 該溝的底部的邊緣部分會有微溝渠發生的問題。一旦微溝 渠發生，則在之後的埋入層形成之際，會發生埋入不良或 是電荷集中等的不良情況。 -1 -
591715 【發明內容】 本發明係鑒於此種情形而開發出來，其目的爲提供一 種電漿鈾刻方法，當對有機系材料膜進行電漿蝕刻至該膜 的中途爲止，以形成具有平坦的底部之溝的時候’能夠抑 制微溝渠的發生。 根據本發明的發明人的硏究結果，在有機系材料膜的 蝕刻中，主要是利用電漿密度，而離子能量的貢獻度小。 另一方面，當離子的垂直方向的能量大時，便會發生微溝 渠。因此，爲了抑制微溝渠的發生且以高蝕刻率蝕刻有機 系材料膜，電漿密度必須高且離子能量必須爲一定程度的 低能量。此情況，電漿的離子能量，間接地對應在蝕刻時 的電極之自偏壓（self-bias)電壓。因此，爲了一邊抑制微 溝渠產生一邊以高鈾刻率來蝕刻有機系材料膜，結果，必 須以高電漿密度且低偏壓的條件，進行鈾刻。根據本發明 的發明人更進一步的硏究結果，若提高施加在電極上的高 頻電力的頻率，能夠實現更高的電漿密度且自偏壓電壓小 的狀態。 本發明的電漿鈾刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內，而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 基板，藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 蝕刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上，而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 -8 - (3) (3)591715 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 漿，而藉由該電漿，將前述被處理基板的前述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述鈾刻製程中，施加在前述至少一方的電極上的 高頻電力的頻率爲5 0〜1 5 ΟΜΗζ。 若根據本發明，由於施加在電極上的高頻電力的頻率 爲5 0〜1 5 0 Μ Η ζ ，比習知高，能夠實現高密度的電 漿且實現低自偏壓電壓。藉此，能夠一邊抑制微溝渠的發 生，一邊以高蝕刻率蝕刻有機系材料膜。 理想爲：在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲 1.33〜13.3Pa。 又，更理想爲：在前述蝕刻製程中，前述處理室內的 電漿密度爲5x 1 Ο1。〜lx 1 O^cm 一 3。 又，前述高頻電力，理想爲施加在支持前述被處理基 板的電極上。此情況，也可以對支持被處理基板的電極， 施加與前述高頻電力重疊之5 0 0 kH ζ〜2 7MH ζ的 第2高頻電力。如此，藉由重疊更低頻率的第2高頻電 力，可以更加地提升蝕刻率。 但是，另一方面，若重疊第2高頻電力，由於其離子 引入效果，更容易發生微溝渠。對此，能夠利用將前述處 理室內的壓力設定成5 3 P a以上的高値來加以對應。藉 由如此地提高處理室內的壓力’由於離子之間互相碰撞而 散亂，所以能夠有效地抑制微溝渠的發生。 -、9 — (4) (4)591715 當然，即使在沒有重疊第2高頻電力的時候，藉由江 處理室內壓力設定在5 3 P a以上的高値，能夠更有效地 抑制微溝渠的發生。但是，若處理室內的壓力超過1 3 3 Pa ’則CD偏移（臨界尺寸偏移）變大。因此，處理室 內的壓力理想爲53〜133Pa。 又，在重疊第2高頻電力時，電極的自偏壓電壓理想 爲6 Ο 〇 V以下。 又，在前述蝕刻製程中，前述處理室內的處理氣體的 滯留時間，理想爲70〜180msec。 或者，當被處理基板的面積乘以電極間距離所求得的 有效處理室體積爲V (m3)、排氣速度爲S (m3/ s e c)時，V/S的値理想爲70〜180ms e c。 又，本發明的電漿蝕刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內，而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 基板，藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 蝕刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上，而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 漿，而藉由該電漿，將前述被處理基板的前述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲1 · 3 3 〜13 . 3Pa ，前述處理室內的電漿密度爲 "10 · (5) (5)591715 5x 1 ϋ 〜lx lO^cm — 3，且電極的自偏壓電壓 爲3 Ο Ο V以下。 若根據本發明，由於在前述處理室內的壓力爲 1·33〜13·3Pa ，前述處理室內的電漿密度爲 5x 1 01。〜lx 1 O^cm — 3，且電極的自偏壓電壓 爲3 Ο Ο V以下之條件下，來形成電漿，所以能夠一邊抑 制微溝渠的發生，一邊以高蝕刻率來蝕刻有機系材料膜。 又，本發明的電漿鈾刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內，而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 基板，藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 鈾刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上，而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 獎’而藉由該電獎’將述被處理基板的則述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述鈾刻製程中’前述處理室內的壓力爲5 3〜 133Pa ，前述處理室內的電漿密度爲lxlO11〜 2x 1 — 3 ’且電極的自偏壓電壓爲6 0 0V以 下。 若根據本發明’由於在前述處理室內的壓力爲5 3〜 133Pa ，前述處理室內的電漿密度爲lxlO11〜 2x 1 O^cm-3 ’且電極的自偏壓電壓爲6 0 0V以 -11 - (6)591715 下之條件下，來形成電漿，所以能夠一邊抑制微 生，一邊以高鈾刻率來蝕刻有機系材料膜。 以上的發明，前述處理氣體，係從N2氣體 體、〇2氣體、C0氣體、NH3氣體、以CxH y爲自然數）來表示的氣體、及稀有氣體之中選 一種。 又，前述有機系材料膜，含有0、C、及Η 前述有機系材料膜，含有S i 、〇、C、及Η。 述有機系材料膜爲低介電常數膜（1 ow—k膜 再者，微溝渠，當溝的寬度越寬越容易發生 本發明在前述平坦部的寬部爲0 · 5 // m以上的 別有效。 另外，根據帕申定律（Paschen ’ s law)，放電 V s ，當氣體壓力p和電極間的距離d的積p d 時，得到極小値（帕申最小値）；得到帕申最小 p d的値，若高頻電力的頻率越大則會變成越小 當高頻電力的頻率大時，爲了使放電開始電壓V 放電容易，而使其安定，若氣體壓力一定，則必 間距離d變小。因此，在本發明中，理想爲使電 不到5 0 m m。又，利用做成使電極間距離不到 m m，能夠縮短在處理室內的氣體的停留時間。 應生成物有效率地被排出，也能夠得到降低蝕刻 果。 溝渠的發 :、Η 2 氣 y ( X、 擇出至少 。或者， 典型的前 )° 。因此， 情況，特 開始電壓 於某個値 値之積 。因此， S變小， 須使電極 極間距離 5 0 藉此，反 止的效 -12 - (7) (7)591715 【實施方式】 (實施發明的最佳形態） 以下，參照圖面來說明關於本發明的實施形態。 第1圖係在本發明的實施中所使用的電漿蝕刻裝置的 剖面圖。此蝕刻裝置，構成氣密，具有：小直徑的上部 1 a和大直徑的下部1 b所組成之帶有階段部的處理室 1。處理室1的壁部，例如爲鋁製。 在處理室1內，設置水平地支持被處理基板亦即晶圓 W的支持座2。支持座2，例如是由鋁所構成，隔著絕緣 板3，被支持在導體的支持台4上。又，在支持座2的上 方外周，設置以導電性材料或絕緣性材料所形成的聚焦環 5。晶圓W的直徑爲2 0 0 m m 0的情況，聚焦環5理想 爲240〜28〇mm0。支持座2、絕緣板3、支持台 4、及聚焦環5，藉由包含螺栓7的螺栓機構，而可以升 降。支持台4下方的升降驅動部分，被不銹鋼（SUS) 製的波紋管8所覆蓋。處理室1接地。又，在支持座2 中，設置冷媒流路（未圖示），而可以冷卻支持座2。 又，在波紋管8的外側，設置波紋管蓋9。 在支持座2的大約中央處，連接用來供給高頻電力的 供電線1 2。此供電線1 2，經由匹配箱1 1 ，與高頻電 源1 0連接。規定的頻率的高頻電力，可以從高頻電源 1 0，供給至支持座2。另一方面，在支持座2的上方， 設置互相平行地對向（對置）之後述的噴淋頭1 6。噴淋 頭1 6接地。因此’支持座2發揮作爲下部電極的機能、 -13 - (8) (8)591715 噴淋頭1 6則發揮作爲上部電極的機能’亦即，支持座2 和噴淋頭16，構成一對平板電極。 再者，這些電極間的距離，理想爲設定成不到5 0 mm。其理由如下所示。 根據帕申定律（Paschen ’ s law)，放電開始電壓V s ， 當氣體壓力P和電極間的距離d的積p d於某個値時，得 到極小値（帕申最小値）；得到帕申最小値之積P d的 値，若高頻電力的頻率越大則會變成越小，因此，如本實 施形態般，當高頻電力的頻率大時，爲了使放電開始電壓 V s變小，放電容易，而使其安定，若氣體壓力一定，則 必須使電極間距離d變小。因此，理想爲使電極間距離不 到5 0 m m。又，利用做成使電極間距離不到5 0 m m， 能夠縮短在處理室內的氣體的停留時間。藉此，反應生成 物有效率地被排出，也能夠得到降低蝕刻停止的效果。 但是，若電極間距離過小，被處理基板亦即晶圓W的 表面的壓力分布（中心部和周邊部的壓力差）變大。此情 況，會產生鈾刻均勻度降低的問題。爲了無論氣體流量爲 何，使壓力差比0 . 27Pa (2mToi· r)小，電極 間距離理想爲3 5 m m以上。 在支持座2的表面上，設置用來靜電吸著晶圓W的靜 電夾盤6。此靜電夾盤6，係在絕緣體6 b之間夾著電極 6 a所構成。直流電源1 3連接至電極6 a。而且，藉由 自直流電源1 3將電壓施加在電極6 a，例如藉由庫倫力 可以吸著半導體晶圓W。 -14 - (9) (9)591715 在支持座2的內部，形成未圖示的冷媒流路。藉由使 適當的冷媒在該流路中循環，可以將晶圓W控制在規定的 溫度。又，爲了將冷媒的冷熱有效率地傳達至晶圓W，在 晶圓W的背面，設置供給氦氣的氣體導入機構（未圖 示）。進而在聚焦環5的外側，設置擋板14。擋板 14，通過支持台4和波紋管8，與處理室1導通。 在處理室1的天花板壁部分，設置與支持座2對向的 噴淋頭1 6。噴淋頭1 6，在其底面設有多數個氣體吐出 孔1 8 ，且在其上部具有氣體導入部1 6 a。而且，其內 部形成空間1 7。氣體導入部1 6 a與氣體供給配管 1 5 a連接，此氣體供給配管1 5 a的另一端，則與供給 用來進行蝕刻處理的處理氣體之處理氣體供給系統15連 接。作爲此處理氣體，能夠使用通常在此領域中所使用的 氣體，能夠使用從N2氣體、H2氣體、〇2氣體、C〇氣 體、NH3氣體、以CxHy (X、y爲自然數）來表示的 氣體、及稀有氣體之中選擇出至少一種來使用。 如此的處理氣體，從處理氣體供給系統1 5，經由氣 體供給配管1 5 a和氣體導入部1 6 a ，到達噴淋頭1 6 的空間1 7中，再從氣體吐出孔1 8被吐出，於是被形成 在晶圓W上的膜被蝕刻。 在處理室1的下部1 b的側壁，形成排氣通路1 9 ; 此排氣通路1 9與具有真空泵的排氣系統2 0連接。而 且，藉由使真空泵動作，可以將處理室1內部降壓至規定 的真空度。另一方面，在處理室1的下部1 b的側壁上 -15 - (10) (10)591715 側，設置：晶圓w的搬入出口、及將該搬入出口開閉的閘 閥2 4。 另一方面，在處理室1的上部1 a的周圍，同心狀地 配置環形磁石2 1 ;可以在支持座2和噴淋頭1 6之間的 處理空間的周圍，形成磁場。此環形磁石2 1 ，藉由旋轉 機構2 5 ，可以繞著所配置的中心軸（往圓周方向）旋 轉。 環形磁石2 1 ，如第2圖的水平剖面圖所示，由永久 磁石所組成的複數個片段磁石2 2，係構成藉由未圖示的 支持構件以被支持的狀態，被配置成環狀。在此例中， 1 6個片段磁石2 2，以多極狀態被配置成環狀（同心圓 狀）。亦即，在環形磁石2 1中，相鄰的片段磁石2 2之 間的磁極的朝向，被配置成互向相反。因此，磁力線如圖 示般地在相鄰的片段磁石2 2之間形成；僅在處理空間的 周邊部，例如形成0 · 02〜0 · 2T (200〜 2 0 0 0 G a u s s )、理想爲 〇·〇3 〜0.045T (300〜450Gauss)的磁場。另一方面，晶圓 配置區域，實質上成爲無磁場狀態。前述如此磁場強度的 規定，係由於若磁場強度過強，則成爲漏磁場的原因；若 磁場太弱則無法得到電漿封閉效果。最適當的磁場強度， 係根據裝置構造等來決定。亦即，適當的磁場強度的範 圍，係因裝置而異。 又，在處理空間的周邊部形成前述般的磁場的情況， 聚焦環5上的磁場強度，理想爲0 . 〇 0 1 T ( 1 〇 -16 - (11) (11)591715 G a u s s )以上。此情況，在聚焦環上，產生電子的漂 移運動（Ex B漂移），晶圓周邊部的電漿密度上升，電 漿密度被均勻化。另一方面，從防止晶圓W的充電損傷的 觀點，晶圓W的存在部分的磁場強度，理想爲〇 · 0 0 1 T (lOGaus s)以下。 在此，所謂的在晶圓配置區域中的實質上無磁場，係 指不會形成對在晶圓配置區域中的蝕刻處理造成影響的磁 場。亦即，包含實質上不會對晶圓處理產生影響的磁場的 情況。 在第2圖所示的狀態下，在晶圓周邊部，例如施加磁 場強度0 . 4 2 m T ( 4 · 2 G a u s s )以下的磁場。 藉此，發揮封閉電漿的機能。 若藉由如此的多極狀態的環形磁石來形成磁場，對應 處理室1的壁部之磁極的部分（例如在第2圖中以P表示 的部分），有可能產生局部地被削減的現象。因此’藉由 上述旋轉機構2 5，使環形磁石2 1沿著處理室的圓周方 向旋轉。藉此，對於處理室壁，避免磁極局部地抵接（固 定位置），來防止處理室壁局部地被削減。 上述各片段磁石2 2，藉由未圖示的片段磁石旋轉機 構，構成以垂直方向的軸爲中心，旋轉自如。而藉由如此 地使片段磁石2 2旋轉，成爲可以在實質地形成多極磁場 的狀態和沒有形成多極磁場的狀態之間’進行切換。根據 條件，多極磁場對於晶圓處理，有能夠有效地作用之情況 和不能有效作用的情況。因此，藉由做成如此地可以切換 -17 - (12) (12)591715 形成多極磁場的狀態和沒有形成的狀態，能夠按照條件選 擇適當的狀態。 磁場的狀態，由於根據片段磁石的配置而變化，所以 藉由使片段磁石的配置進行各種變化，能夠形成各種磁場 強度的輪廓。因此，理想爲配置片段磁石以得到必要的磁 場強度輪廓。 再者，片段磁石的數量也不被限定於此例。又，其剖 面形狀也不限於此例所示的長方形，能夠採用圓形、正方 形、梯形等的任意的形狀。構成片段磁石2 2的磁石材料 也沒有特別地限定，例如可以應用稀土類磁石、肥粒鐵系 磁石、鋁鎳磁石等已知的磁石材料。 爲了調整電漿密度和離子引入作用，也可以使電漿生 成用的前述高頻和用來引入電漿中的離子之第2高頻重 疊。具體而言，如第3圖所示，除了電漿生成用的高頻電 源1 0以外，離子引入用的第2高頻電源2 6與匹配箱 1 1連接，彼此重疊。此情況，離子引入用的第2高頻電 源26的頻率，理想爲500kHz〜27MHz 。藉 此，控制離子能量，能夠使有機系材料膜的蝕刻速率更加 地提升。 接著，說明藉由如以上構成的電漿鈾刻裝置，當蝕刻 有機系材料亦即低介電常數膜（1 〇 w - k膜）時的處理 動作。 此情況，在蝕刻前的晶圓W，如第4圖所示，在矽基 板3 1上，形成作爲層間絕緣層之1 〇 w - k膜亦即有機 -18 - 591715 系材料膜3 2。而且，在該有機系材料膜3 2上，形成作 爲硬式遮光罩之規定圖案的無機系材料膜3 3。進而，在 該無機系材料膜3 3上，形成BRAC層3 4，再於其上 形成規定圖案的抗蝕膜3 5。 無機系材料膜3 3，一般係以作爲硬式遮光罩所使用 的材料所構成。例如有砂氧化物、砂氮化物、砍氧氮化物 等。 蝕刻對象膜亦即有機系材料膜3 2，典型上，如上所 述地，係作爲層間絕緣膜而被使用的1 〇 w - k膜。因 此’有機系材料膜3 2的比介電率，與習知的層間絕緣層 材料亦即矽氧化物相比爲極小。作爲如此的有機系材料的 1 ow - k膜，例如有：聚有機矽氧烷架橋苯環丁烯樹脂 (B C B ) 、DowChemical 社製的 S i LK (商品名）或 FLARE (商品名）等的聚芳烯醚樹脂（PAE)、甲 基矽倍半氧烷（MS Q )等的有機聚矽氧烷樹脂等。在 此’所謂的有機聚矽氧烷，如以下所示，係在矽氧化膜的 結合構造中，含有包含C、Η的官能基之構造。以下所示 的構造中，R爲甲基、乙基、丙基等的烷基或者是其衍生 % ;或是苯基等的丙烯基或者是其衍生物。
-19- (14) (14)591715 對於如此構造的晶圓w，首先，抗鈾膜3 5作爲罩幕 被加以利用’ BRAC層3 4和無機系材料膜3 3被蝕 刻。此狀態表示於第5 A圖中。此時，抗蝕膜3 5由於被 貪虫刻，厚度減少。 接著’有機系材料膜3 2，將抗蝕膜3 5和無機系材 料膜3 3作爲罩幕，而被蝕刻。首先，打開第1圖的裝置 中的閘閥2 4 ’利用搬送臂將第5 A圖所示構造的晶圓 W ’搬入處理室1內，載置於支持座2上。然後，搬送臂 退避’閘閥2 4關閉，支持座2則上升至第1圖所示的位 置。又，藉由排氣系統2 0的真空泵，經由排氣通路 19，使處理室1內部環境，變成規定的真空度。 然後，從處理氣體供給系統1 5來的規定的氣體，例 如N2氣體和〇2氣體，例如以〇 ·;[〜lL/mi η (1 00〜1 000 s c cm)的流量被導入處理室1 內；處理室1內，例如被維持在133Pa (l〇〇〇m T o r r )以下之規定的壓力。在此狀態下，從高頻電源 1 〇將頻率爲5 0〜1 5 ΟΜΗ z的高頻電力供給支持座 2。此時每單位面積的功率，理想約爲在0 · 5〜大約 1 OW/cm2的範圍。此時，從直流電源1 3對靜電夾 盤6的電極6 a ，施加規定的電壓，於是晶圓W例如藉由 庫倫力被吸著在靜電夾盤6上。 如此地藉由將高頻電力施加在下部電極亦即支持座2 上，在上部電極亦即噴淋頭1 6和下部電極亦即支持座2 之間的處理空間中，形成高頻電場。藉此，供給至處理空 -20- (15) (15)591715 間中的處理氣體被電漿化，利用該電漿，有機系材料膜 3 2被蝕刻。 當進行此蝕刻製程的時候，藉由多極狀態的環形磁石 2 1 ，在處理空間的周圍，能形成第2圖所示的磁場。此 情況，發揮電漿封閉的效果，如本實施形態，即使是容易 產生電漿不均勻的高頻的情況，也能夠使晶圓W的蝕刻率 均勻化。又，隨著膜的種類的不同，也有如此的磁場沒有 效果的情況。在該情況下，也可以使片段磁石2 2旋轉， 在處理空間的周圍，作成實質上沒有形成磁場的狀態，來 進行處理。 在形成上述磁場的情況，藉由設在支持座2上的晶圓 W周圍的導電性或絕緣性的聚焦環5，能夠更加地提高電 漿處理的均勻化效果。也就是說，當晶圓W周邊部的電漿 密度大，晶圓周邊部的蝕刻率比晶圓中心部的蝕刻率大的 情況，藉由使用以矽或S i C等的導電性材料所形成的聚 焦環，由於至聚焦環區域爲止，發揮作爲下部電極的機 能，所以電漿形成區域擴展至聚焦環5上，於是在晶圓W 周邊部的電漿處理被促進，蝕刻率的均勻性被提高。另一 方面，當晶圓W周邊部的電漿密度低，晶圓周邊部的蝕刻 率比晶圓中心部的蝕刻率小的情況，藉由使用以石英等的 絕緣性材料所形成的聚焦環，由於在聚焦環5和電漿中的 電子或離子之間，不能授受電荷，所以可以增大電漿封閉 作用，以提高鈾刻率的均勻性。 又，根據需要，也可以從第3圖所示的離子引入用的 -21 - (16) (16)591715 第2筒頻電源26 ’將500KHz〜27MHz範圍的 局頻電力’施加在支持座2上’控制離子能量來更加地提 升有機系材料膜3 2的鈾刻率。 在本實施形態中，如第5 B圖所示，當形成溝渠3 6 時’在有機系材料膜3 2的中途，使蝕刻停止，在溝渠 3 6的底部，形成平坦部3 7。此情況，若離子的垂直方 向的能量大’則在平坦部3 7的邊緣部分，如第6圖所 示’會發生更進一步地往下方延伸的微小溝亦即微溝渠 3 8 °如此的微溝渠，由於會成爲埋入不良或電荷集中的 原因’必須盡量地避免。於是，在本實施形態中，爲了使 微溝渠難以產生，將從高頻電源1 〇供給至支持座2的高 頻電力的頻率，設定爲50〜150MHz。 以下說明其理由。 根據本發明的發明人的硏究結果，有機系材料膜的蝕 刻，主要是利用電漿密度，而離子能量的貢獻度小。另一 方面，當離子的垂直方向的能量大時，便會發生微溝渠。 因此，當進行上述有機系材料膜3 2的溝渠蝕刻時，爲了 抑制微溝渠的發生且以高蝕刻率蝕刻有機系材料膜3 2， 只要以電漿密度高且離子能量小的條件，進行蝕刻便可 以。此情況，電漿的離子能量，由於間接地對應在蝕刻中 的電極之自偏壓（self-bias)電壓，所以爲了 一邊抑制微溝 渠產生一邊以高鈾刻率來蝕刻有機系材料膜3 2 ’結果’ 必須以高電漿密度且低偏壓的條件，進行蝕刻。而且’根 據以下第7圖的說明可知，藉由使高頻電力的頻率比以往 -22 - (17) (17)591715 高，能夠以高電漿密度且低偏壓的條件，進行蝕刻。 第7圖係表示高頻電力的頻率在4 0MHz、100 Μ Η z時的自偏壓電壓的絕對値I V d c I和電漿密度 N e之間的關係的圖。在此，作爲電漿氣體，不是實際的 蝕刻氣體，而是使用評價用的Ar。再者，在各頻率數， 藉由改變所施加的高頻功率，來改變電漿密度N e和自偏 壓電壓的絕對値I V d c I 。也就是說，各頻率皆會隨著 所施加的高頻功率之變大，電漿密度N e和自偏壓電壓的 絕對値I V d c I也會隨之變大。又，電漿密度，係利用 微波干涉計來測量。 如第7圖所示，當高頻電力的頻率爲習知的4 0 ΜΗ z時，若要提高有機系材料膜的蝕刻率而使電漿密度 上升，則| V d c |也大幅地上升，因而難以實現高電漿 密度且低自偏壓電壓的狀態。另一方面，當高頻電力的頻 率爲比習知高的1 0 〇MH z時，即令使電漿密度上 升，|Vdc丨也不太會上升，大致被抑制在100V以 下。也就是說，出現可以實現高電漿密度和低自偏壓電壓 的結果。 根據此結果，使從高頻電源1 〇供應給支持座2的高 頻電力的頻率，爲比習知高的50MHz。但是，電漿形 成用的高頻電力的頻率若超過1 5 0MHz ，則會對電漿 的均勻性造成損害。因此’理想爲使電漿形成用的高頻電 力的頻率爲1 5 ΟΜΗ ζ以下。特別是爲了有效地發揮前 述效果，電漿形成用的高頻電力的頻率，理想爲7 0〜 -23 - (18) (18) 591715 1 〇 〇 Μ Η z。 此情況，以更進一步地提升蝕刻率爲目的’如前所 述，若從高頻電源2 6重疊地施加5 0 0 kH z〜2 7 ΜΗ z的高頻電力，由於其所產生的離子引入效果’變成 容易發生微溝渠。 對於此種情況，將處理室1內的壓力設定在5 3 P a 以上的高壓力。藉此，離子之間彼此互相碰撞而散亂，所 以可以有效地抑制微溝渠。但是，一旦處理室1內的壓力 超過133Pa ，CD偏移（臨界尺寸偏移）變大。因 此，爲了使從第2高頻電源2 6來的高頻電力重疊，一邊 得到大的蝕刻率一邊有效地抑制微溝渠的發生，且將C D 偏移維持在所希望的範圍內，處理室內的壓力理想爲5 3 〜1 3 3 P a。當然，即使在沒有使來自第2高頻電源 2 6的高頻電力重疊的情況，若將處理室1內的壓力設定 在5 3 P a以上的高壓力，能夠應有效地抑制微溝渠的發 生。 又’蝕刻時的處理氣體之處理室內滯留時間也就是停 留時間，理想爲7 0〜1 8 0 m s e c。此時間範圍大致 對應上述壓力範圍。再者，所謂的停留時間，係指處理氣 體對於處理室1內的蝕刻有貢獻的部分之滯留時間。具體 而言’若令晶圓W面積乘以電極間距離所求得的有效處理 室體積爲V (晶圓外側的氣體由於對蝕刻沒有貢獻，所以 僅使用對鈾刻有貢獻的氣體所存在的部分的體積）、排氣 速度爲S (m3/sec)、處理室內壓力爲p ( -24 - (19) (19)591715 P a )、總流量爲Q ( P a · m 3 / s e c )，則停留時 間τ ，能夠根據以下的公式求得。 r=V/S = pV/Q (sec) 再者，上述微溝渠，當溝渠的平坦部3 7的寬度爲 0 . 5//m以上時，容易發生。因此，本發明當平坦部 3 7的寬度爲〇 · 5 //m以上時，發揮出很大的效果。 接著，說明關於實際地在有機系材料膜上形成溝渠的 實驗結果。此處，使用第1圖的裝置，晶圓W使用3 0 0 m m的晶圓，使用N 2氣體和Η 2氣體作爲蝕刻氣體，電 極間的間隙設定爲4 0 m m，並且重疊地施加1 〇 〇 MHz和3·2MHz之2種頻率的高頻電力。在此，高 頻電力的總功率設定爲2 4 0 〇 W，3 · 2 Μ Η z的高頻 電力的功率設定爲8 0 0W，蝕刻率被提高。而且，處理 室內的壓力，從13.3Pa (lOOmTorr)、 6〇Pa (45〇mTorr)，變化至106.5Pa (8 〇 〇 m T o r r )，以各別的壓力條件，進行溝渠蝕 刻。再者，當壓力爲1 3 . 3 P a的時候，氣體流量設定 爲：N2 氣體 0 · 5L/mi η、H2 氣體 〇 · 5L/ mi n ;當壓力爲60Pa、106 · 5Pa的時候’氣 體流纛設定爲·· N2氣體0 · 65L/mi η、H2氣體 〇 . 65L/mi η。又，壓力爲 13 · 3Pa 、60 P a、1 0 6 . 5 P a時的停留時間，分別爲2 2 · 3 msec、77.3msec、137.5msec。所 使用的晶圓W，與第4圖所示者相同，係在矽基板上形成 -25 - (20) (20)591715 作爲有機系材料膜3 2的Si LK (商品名），且在其上 形成發揮作爲罩幕機能的無機系材料膜3 3之S i 〇2， 進而在其上形成BRAC層3 4和抗蝕膜3 5之構造。 將抗鈾膜3 5作爲罩幕，蝕刻B R A C層3 4和無機 系材料膜3 3之後，根據上述各條件，形成溝渠。然後， 分別測量各個壓力條件之S i L K (商品名）的蝕刻率、 微溝渠指數和C D偏移的値。 微溝渠指數，如第8圖所示，對於〇 · 5 // m寬度的 溝渠的邊緣的長度E，其與中間長度C的比値C / E，乘 以1 0 0%來表示。若其値靠近1 〇 〇%，表示爲沒有微 溝渠的良好蝕刻狀態；若爲9 0 %以上，則爲良好狀態。 又，C D偏移，係用來表示：在蝕刻後，從硬式遮光 罩（S i〇2膜）的上方來看時，自頂部的溝渠寬度（在 此爲0 _ 2 5 // m )開始算起的偏移量。C D偏移，當比 頂部更狹小的情況爲負値，而當比頂部更寬的情況則爲正 値。若其絕對値小，則爲良好的蝕刻狀態；當絕對値爲 1 0 n m以下，則爲良好。 將實驗結果表示於第9圖和第1 0圖，如第9圖所 示，得知隨著處理室內壓力的上升，蝕刻率降低。 另一方面，如第1 0圖所示，得知隨著處理室內壓力 的上升，微溝渠指數上升。而且，在13 · 3Pa ( 1 0 0 m T 〇 r r )時，微溝渠指數爲比理想値9 0 %低 的 8 8 % ;相對於此，在 6 0 P a ( 4 5 0 m Τ ο I* r ) 時，微溝渠指數爲91%(>90%);在106.5 -26 - (21) (21) 591715
Pa (800mTorr)時，微溝渠指數則爲93% (>90%)。因此，確認了若處理室內壓力爲53Pa (4 0 0 m T 〇 r r )以上，則難以發生微溝渠。 又，如第1 0圖所示，隨著處理室內壓力上升，CD 偏移的絕對値有變小的傾向；另一方面，若處理室內壓力 超過 133Pa (lOOOmTorr)，則 CD 偏移預 測將變成爲正値側之大値。因此，以提升蝕刻率爲目的， 重疊3 · 2 Μ Η z的高頻電力的情況，確認了處理室內壓 力理想爲大約53〜約133Pa (大約400〜大約 lOOOmTorr)。此時，停留時間約爲7 0〜 1 8 0 m s e c。再者，雖然沒有詳細地說明，確認了 1 0 0 Μ Η z的情況，比不到5 0 Μ Η z的情況，微溝渠 指數高。 接著，說明關於實際地在有機系材料膜上形成溝渠之 其他的實驗結果。此處，也使用第1圖的裝置，晶圓W使 用3 0 0 m m的晶圓，使用Ν Η 3氣體作爲蝕刻氣體，電 極間的間隙設定爲2 0 m m，並且重疊地施加1 〇 〇 MHz和3 · 2MHz之2種頻率的高頻電力。 黑頁示出溝渠形成的實驗結果之前，關於在上述條件下 改:變各變數之情況的特性，使用第1 1圖〜第1 4圖來表 示。 第1 1圖係表示在前述條件下之處理室內壓力和電漿 密度N e之間的關係。第1 2圖係表示在該條件下之處理 室內壓力和自偏壓電壓的絕對値| V d c |之間的關係。 -27 (22) (22)591715 第1 1圖和第1 2圖所示的點繪資料，係對應：將氣體流 量設定爲1 00 s c cm，而將處理室內壓力調整在 1 0 m 丁 〇 r r ( 1 · 3 3 P a )附近的壓力條件；將氣 體流量設定爲2 0 0 s c cm，而將處理室內壓力調整在 l〇(1.33Pa)〜大約 l〇〇mToi*r (約 ‘ 1 3 · 3 P a )的壓力條件；進而，將氣體流量設定爲 · 6 0 0 s c c m，而將處理室內壓力調整在1 〇 〇m Torr (約l3.3Pa)以上的壓力條件。 Φ 又，關於第1 1圖和第1 2圖的資料，並沒有重疊 3 · 2MHz的高頻電力，而1〇 0MHz的高頻電力的 功率則設定爲2 4 0 0 W。 第1 3圖係表示將處理室內壓力設定在3 〇m T 〇 r r的情況下之1 〇 〇 Μ Η z的高頻電力的功率和自 偏壓電壓的絕對値I V d c |之間的關係的圖。 第1 4圖係表示將處理室內壓力設定在3 〇m
Torr ，將100MHz的高頻電力的功率設定爲 春 2400W，且重疊3·2MHz的高頻電力的情況下之 該高頻電力的功率和自偏壓電壓的絕對値I V d c I之間 · 的關係的圖。 根據第1 1圖〜第1 4圖的特性，得到以下的知識。 根據爲了提高形狀控制性等的理由，使用1〇 mTorr (1.33Pa)〜lOOmTorr ( 1 3 · 3 P a )般的低壓範圍之情況，離子之間的碰撞、 散亂程度小。因此，不適合重疊3 · 2 Μ Η z的高頻電 -28 - (23) (23)591715 力；又，爲了抑制微溝渠的發生，應該預先抑制電漿的離 子能量使自偏壓電壓比較低。又，爲了將成爲硬式遮光罩 之矽氧化膜等的噴鍍率抑制在容許範圍內，自偏壓電壓的 上限値，理想爲設定在3 Ο Ο V左右。在如此的條件下，
適當的100MHz的高頻電力的功率，爲l〇〇〇W B (1·42W/cm2)，對應的處理室內的電漿密度爲 ， 5xl010〜lxl0licm-3。 另一方面，根據爲了提高蝕刻率等的理由，使用 · 400mTorr (53Pa)〜lOOOmTorr (1 3 3 P a )般的高壓範圍之情況，離子之間的碰撞、 散亂程度大。因此，容許以更加地提高蝕刻率爲目的而重 疊3·2MHz的高頻電力。又，關於自偏壓電壓的上限 値，也比低壓的情況高，而爲了將成爲硬式遮光罩之矽氧 化膜等的噴鍍率抑制在容許範圍內，理想爲設定在6 0 0 V左右。在如此的條件下，適當的1 〇 〇 Μ Η z的高頻電 力的功率，爲l〇〇〇W(1.42W/cm2)〜 鲁 5000 (7 . 08W/cm2)，適當的 3 · 2MHz 的局頻電力的功率爲800W (1 · l3W/cm2)以 · 下，對應的處理室內的電漿密度爲lx 1 011〜2x 1 0 1 1 c m - 3。 另外，被使用在前述條件下之溝渠形成的實驗中的晶 圓W，與第4圖所示者相同，係在矽基板上形成作爲有機 系材料膜3 2的Si LK (商品名），且在其上形成發揮 作爲罩幕機能的無機系材料膜3 3之S i〇2，進而在其 29 - (24) (24)591715 上形成B RA C層3 4和抗蝕膜3 5之構造。 將抗蝕膜3 5作爲罩幕，蝕刻BRAC層3 4和無機 系材料膜3 3之後，溝渠被形成。此時，處理室內壓力爲 3 OmT 〇 r r ，3 · 2MHz的高頻電力的功率沒有重 疊，ΙΟΟΜΗζ的高頻電力的功率則爲2400W。溝 渠’係在晶圓中央部處的2 0 9 nm/m i η的触刻率 下’形成0 · 1 2 //in的寬度’微溝渠指數非常良好。 再者，本發明並不被限定於上述實施形態，可以做各 種變化。例如，在上述實施形態中，係表示藉由溝渠蝕刻 在沒有形成什麼的有機系材料膜上，形成平坦的溝的情 況；也可以將本發明應用在如第1 5 Α圖所示般的在下層 4 3預先具有爲了複雜的層間配線的孔4 7之有機系材料 膜3 2上；也可以應用在形成如第1 5 B圖所示般的具有 平坦部4 7之溝渠4 6的情況。 又，在上述實施形態中，作爲磁場形成手段，係使 用：在處理室周圍，環狀地配置由永久磁石所構成的複數 個片段磁石，因而所組成之多極狀態的環形磁石；但是， 只要能夠在處理空間的周圍形成磁場來封閉電漿，並不限 定於此種形態的磁石。又，此種電漿封閉用的周邊磁場， 不一定需要。也就是說，也可以在沒有存在磁場的狀態下 進行蝕刻。又，本發明也可以應用在對處理空間施加水平 磁場，而在垂直的電磁場中進行電漿蝕刻的電漿處理中。 進而，在上述實施形態中，係對下部電極施加電漿形 成用的高頻電力，但是本發明並不被限定於此，也可以施 -30- (25) (25)591715 加於上部電極。進而，在上述實施形態中係使用1 〇w -k膜作爲有機系材料膜，但是也不限定於此，也可以爲含 有〇、C、H之其他的膜或含有S i 、〇、C、H之其他 的膜。又，層構造也不限定於第4圖所示者。進而，作爲 被處理基板係表示使用半導體晶圓的情況，但是也不限定 _ 於此，例如也能夠應用在L C D基板等的其他被處理基板 · 的有機系材料膜的電漿處理中。 【圖式簡單說明】 第1圖係表示本發明的一實施形態的電漿鈾刻裝置之 槪略剖面圖。 第2圖係模式地表示被配置在第1圖的電漿蝕刻裝置 的處理室周圍之環形磁石的水平剖面圖。 第3圖係部分地表示具備電漿生成用的高頻電源和離 子引入用的高頻電源之電漿處理裝置的槪略剖面圖。 第4圖係表示應用本發明的電漿蝕刻之晶圓的構造例 ® 的剖面圖。 第5 A圖和第5 B圖係用來說明本發明的電漿蝕刻之 蝕刻狀態的圖。 . 第6圖係用來說明微溝渠的模式圖。 第7圖係表示在氬的電漿中，高頻電力的頻率在4 0 Μ Η z和1 0 0 Μ Η z的情況之自偏壓電壓的絕對値 | V d c丨和電漿密度N e之間的關係的圖。 第8圖係用來說明微溝渠指數的模式圖。 -31 - (26) (26)591715 第9圖係用來說明處理室內壓力和蝕刻率之間的關係 的圖。 第1 0圖係用來說明處理室內壓力和微溝渠指數之間 的關係、及處理室內壓力和c D偏移之間的關係的圖。 第1 1圖係表示在NH3氣體的電漿中，處理室內壓 力和電發密度N e之間的關係的圖。 第1 2圖係表示在NH3氣體的電漿中，處理室內壓 力和自偏壓電壓的絕對値I V d c丨之間的關係的圖。 第1 3圖係表示在NH3氣體的電漿中，將處理室內 壓力設定在30mTo r r的情況下之100MHz的高 頻電力的功率和自偏壓電壓的絕對値| V d c I之間的關 係的圖。 第1 4圖係表示在NH3氣體的電漿中，將處理室內 壓力設定在3 OmT 〇 r r ，將1 00MHz的高頻電力 的功率設定爲2400W，且重疊3·2MHz的高頻電 力的情況下，3 . 2 Μ Η z的高頻電力的功率和自偏壓電 壓的絕對値I V d c |之間的關係的圖。 第1 5 A圖係表示應用本發明的電漿蝕刻之晶圓的其 他構造例的剖面圖。 第1 5 B圖係用來說明對第1 5 A圖的晶圓之蝕刻狀 態的圖。 【符號說明】 W :晶圓 32 - (27) (27)591715 1 :處理室 1 a :上部 1 b :下部 2 :支持座 3 :絕緣板 4 :支持台 5 :聚焦環 6 :靜電夾盤 6 a :電極 6 b :絕緣體 7 :螺栓 8 :波紋管 9 :波紋管蓋 1 0 :高頻電源 1 1 :匹配箱 1 2 :供電線 1 3 :直流電源 1 4 :擋板 1 5 :處理氣體供給系統 1 5 a :氣體供給配管 1 6 :噴淋頭 1 6 a :氣體導入部 1 7 :空間 1 8 :氣體吐出孔 '33 ' (28) (28)591715 19:排氣通路 2 0 :排氣系統 2 1 :環形磁石 2 2 :片段磁石 2 4 :閘閥 2 5 :旋轉機構 26 :第2高頻電源 3 1 :矽基板 32:有機系材料膜 33:無機系材料膜 3 4 : B R A C 層 3 5 :抗蝕膜 3 6 :溝渠 3 7 :平坦部 3 8 :微溝渠 4 1 :孔 4 2 :有機系材料膜 4 3 :下層 4 6 :溝渠 4 7 :平坦部 ~ 34 ~

Claims (1)

  1. (1) (1)591715 拾、申請專利範園 1·一種電漿蝕刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內，而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 基板，藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 蝕刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上，而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 漿，而藉由該電漿，將前述被處理基板的前述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述蝕刻製程中，施加在前述至少一方的電極上的 高頻電力的頻率爲5 0〜1 5 ΟΜΗζ。 2 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法，其 中在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲1 · 3 3〜 1 3 · 3 P a。 3 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法，其 中在前述鈾刻製程中，前述處理室內的電漿密度爲 5xl010 〜lxlO11。！!！-3。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電獎鈾刻方法，其 中在前述鈾刻製程中，對前述支持被處理基板的電極’施 加前述高頻電力’同時對前述支持被處理基板的電極’施 加與前述高頻電力重疊之5 0 0 kH z〜2 7MH z的第 2局頻電力。 -35 - (2) (2)591715 5 ·如申請專利範圍第4項所述之電漿蝕刻方法，其 中在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲5 3〜 1 3 3 P a。 6 .如申請專利範圍第5項所述之電漿蝕刻方法，其 中在前述鈾刻製程中，電極的自偏壓電壓爲6 Ο Ο V以 下。 7 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法，其 中在前述鈾刻製程中，前述處理室內的處理氣體的滯留時 間爲 70 〜180msec。 8 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法，其 中當被處理基板的面積乘以電極間距離所求得的有效處理 室體積爲V (m3)、排氣速度爲S (m3/sec) 時，V/S的値爲70〜180msec。 9 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法，其 中前述處理氣體，係從Ns氣體、H2氣體、〇2氣體、 C〇氣體、NH3氣體、以CxHy (X、y爲自然數）來 表示的氣體、及稀有氣體之中選擇出至少一種。 1 〇 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法， 其中前述有機系材料膜，含有〇、c、及Η。 1 1 .如申請專利範圍第i項所述之電漿蝕刻方法， 其中前述有機系材料膜’含有S i 、0、C、及Η。 1 2 .如申請專利範圍第1項所述之電漿鈾刻方法， 其中前述有機系材料膜爲低介電常數膜。 1 3 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法， -36 ~ (3) (3)591715 其中前述平坦部的寬部爲〇 · 5 //in以上。 1 4 .如申請專利範圍第1項所述之電漿蝕刻方法， 其中前述一對電極的電極間距離不到5 0 m m。 i5.—種電漿蝕刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內，而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 基板，藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 蝕刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上，而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 漿，而藉由該電漿，將前述被處理基板的前述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲1 · 3 3 〜13 . 3Pa ，前述處理室內的電漿密度爲 5x 1 〇1Q〜lx 1 O^cm-3，且電極的自偏壓電壓 爲3 0 〇 V以下。 16 · —種電漿蝕刻方法，其特徵爲： 具備：配置製程，係將一對電極對向地配置在處理室 內’而爲了在兩電極之間配置具有有機系材料膜的被處理 S板’藉由一方的電極來支持該被處理基板；及 蝕刻製程，係將高頻電力至少施加在至少一方的電極 上’而在前述一對電極之間形成高頻電場，同時將處理氣 體供給至處理室內，藉由前述電場，形成處理氣體的電 -37 - (4) (4)591715 漿，而藉由該電漿，將前述被處理基板的前述有機系材料 膜，進行電漿蝕刻至該膜的中途爲止，來形成具有平坦部 的溝； 在前述蝕刻製程中，前述處理室內的壓力爲5 3〜 1 3 3 P a ，前述處理室內的電漿密度爲lxlO11〜 ^ 2x lO^cm — 3，且電極的自偏壓電壓爲600V以 . 下。
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050103441A1 (en) * 2001-11-14 2005-05-19 Masanobu Honda Etching method and plasma etching apparatus
US20040025791A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-12 Applied Materials, Inc. Etch chamber with dual frequency biasing sources and a single frequency plasma generating source
JP4571880B2 (ja) * 2004-03-25 2010-10-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US7242007B2 (en) * 2004-10-01 2007-07-10 Honeywell International Inc. Small-gap light sensor
US7695633B2 (en) * 2005-10-18 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Independent control of ion density, ion energy distribution and ion dissociation in a plasma reactor
US20070245960A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma sources for controlling plasma ion density
US20070245958A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Dual plasma source process using a variable frequency capacitively coupled source for controlling ion radial distribution
US20070246161A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with a toroidal plasma source and a VHF capacitively coupled plasma source with variable frequency
US20070246162A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with an inductive plasma source and a VHF capacitively coupled plasma source with variable frequency
US20070246443A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma process for controlling plasma ion dissociation
US7727413B2 (en) * 2006-04-24 2010-06-01 Applied Materials, Inc. Dual plasma source process using a variable frequency capacitively coupled source to control plasma ion density
US7645357B2 (en) * 2006-04-24 2010-01-12 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with a VHF capacitively coupled plasma source of variable frequency
US20070246163A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with independent capacitive and inductive plasma sources
US7780864B2 (en) * 2006-04-24 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma sources for controlling plasma ion radial distribution
US20070245961A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Dual plasma source process using a variable frequency capacitively coupled source for controlling plasma ion dissociation
US7541289B2 (en) * 2006-07-13 2009-06-02 Applied Materials, Inc. Process for removing high stressed film using LF or HF bias power and capacitively coupled VHF source power with enhanced residue capture
US7674394B2 (en) * 2007-02-26 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Plasma process for inductively coupling power through a gas distribution plate while adjusting plasma distribution
JP4660498B2 (ja) * 2007-03-27 2011-03-30 株式会社東芝 基板のプラズマ処理装置
US20090162262A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Applied Material, Inc. Plasma reactor gas distribution plate having path splitting manifold side-by-side with showerhead
US20090159002A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Kallol Bera Gas distribution plate with annular plenum having a sloped ceiling for uniform distribution
US8512509B2 (en) * 2007-12-19 2013-08-20 Applied Materials, Inc. Plasma reactor gas distribution plate with radially distributed path splitting manifold
US20090159213A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor gas distribution plate having a path splitting manifold immersed within a showerhead
US20090162261A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Kallol Baera Plasma reactor gas distribution plate having a vertically stacked path splitting manifold
JP5224837B2 (ja) * 2008-02-01 2013-07-03 株式会社東芝 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
DK2251454T3 (da) 2009-05-13 2014-10-13 Sio2 Medical Products Inc Coating og inspektion af beholder
US9545360B2 (en) 2009-05-13 2017-01-17 Sio2 Medical Products, Inc. Saccharide protective coating for pharmaceutical package
US9458536B2 (en) 2009-07-02 2016-10-04 Sio2 Medical Products, Inc. PECVD coating methods for capped syringes, cartridges and other articles
WO2011115008A1 (ja) * 2010-03-16 2011-09-22 株式会社 アルバック エッチング方法及びエッチング装置
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9878101B2 (en) 2010-11-12 2018-01-30 Sio2 Medical Products, Inc. Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods
US9272095B2 (en) 2011-04-01 2016-03-01 Sio2 Medical Products, Inc. Vessels, contact surfaces, and coating and inspection apparatus and methods
US11116695B2 (en) 2011-11-11 2021-09-14 Sio2 Medical Products, Inc. Blood sample collection tube
CN103930595A (zh) 2011-11-11 2014-07-16 Sio2医药产品公司 用于药物包装的钝化、pH保护性或润滑性涂层、涂布方法以及设备
US9679751B2 (en) 2012-03-15 2017-06-13 Lam Research Corporation Chamber filler kit for plasma etch chamber useful for fast gas switching
US9664626B2 (en) 2012-11-01 2017-05-30 Sio2 Medical Products, Inc. Coating inspection method
EP2920567B1 (en) 2012-11-16 2020-08-19 SiO2 Medical Products, Inc. Method and apparatus for detecting rapid barrier coating integrity characteristics
WO2014085348A2 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of pecvd deposition on medical syringes, cartridges, and the like
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
US9662450B2 (en) 2013-03-01 2017-05-30 Sio2 Medical Products, Inc. Plasma or CVD pre-treatment for lubricated pharmaceutical package, coating process and apparatus
KR102211788B1 (ko) 2013-03-11 2021-02-04 에스아이오2 메디컬 프로덕츠, 인크. 코팅된 패키징
US9937099B2 (en) 2013-03-11 2018-04-10 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging with low oxygen transmission rate
US9863042B2 (en) 2013-03-15 2018-01-09 Sio2 Medical Products, Inc. PECVD lubricity vessel coating, coating process and apparatus providing different power levels in two phases
JP2015015425A (ja) 2013-07-08 2015-01-22 株式会社東芝 パターン形成方法
EP3122917B1 (en) 2014-03-28 2020-05-06 SiO2 Medical Products, Inc. Antistatic coatings for plastic vessels
KR20180048694A (ko) 2015-08-18 2018-05-10 에스아이오2 메디컬 프로덕츠, 인크. 산소 전달률이 낮은, 의약품 및 다른 제품의 포장용기
JP7089881B2 (ja) * 2018-01-10 2022-06-23 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
US11774686B2 (en) 2021-05-06 2023-10-03 Globalfoundries U.S. Inc. Edge couplers including a rounded region adjacent to an opening in the interconnect structure

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2774367B2 (ja) 1990-08-07 1998-07-09 忠弘 大見 プラズマプロセス用装置および方法
US5259922A (en) * 1990-08-14 1993-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Drying etching method
JP3067289B2 (ja) 1990-08-14 2000-07-17 松下電器産業株式会社 ドライエッチング方法
JPH05267249A (ja) * 1992-03-18 1993-10-15 Hitachi Ltd ドライエッチング方法及びドライエッチング装置
JP3323530B2 (ja) 1991-04-04 2002-09-09 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
US6696366B1 (en) * 1998-08-17 2004-02-24 Lam Research Corporation Technique for etching a low capacitance dielectric layer
KR100768363B1 (ko) 1999-06-24 2007-10-17 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 반도체 집적회로장치의 제조방법 및 반도체 집적회로장치
JP3920015B2 (ja) * 2000-09-14 2007-05-30 東京エレクトロン株式会社 Ｓｉ基板の加工方法
US6962879B2 (en) * 2001-03-30 2005-11-08 Lam Research Corporation Method of plasma etching silicon nitride
US6706138B2 (en) * 2001-08-16 2004-03-16 Applied Materials Inc. Adjustable dual frequency voltage dividing plasma reactor
JP4377698B2 (ja) * 2002-04-08 2009-12-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置

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