JP2002184758A - Dry etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造のウェハ
工程に係り、特にエッチングチャンバから排気される有
害ガスの除害を要するドライエッチング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer process for manufacturing semiconductors, and more particularly to a dry etching apparatus which requires harmful gas exhaust from an etching chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】ドライエッチング装置は、半導体装置の
製造工程において、ウェハに所望のエッチングガスを供
給し、選択的にエッチングを施す装置である。今日では
エッチングチャンバーに供給されたエッチング用のガス
をプラズマ化し、プラズマエッチングを利用する技術が
一般化されている。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, a dry etching apparatus supplies a desired etching gas to a wafer and selectively performs etching. Nowadays, a technique for converting an etching gas supplied to an etching chamber into plasma and using plasma etching has been generalized.
【0003】ドライエッチングは、ガスプラズマなどに
より気相−固相界面における化学的または物理的反応を
利用するエッチング方式である。反応ガスは被エッチン
グ材料に応じて選ばれる。例えば、シリコン酸化膜やシ
リコン窒化膜のエッチングにはCF4 など炭素とフッ素
の化合物でなるガスが多く用いられる。[0003] Dry etching is an etching method utilizing a chemical or physical reaction at a gas-solid interface by gas plasma or the like. The reaction gas is selected according to the material to be etched. For example, a gas made of a compound of carbon and fluorine such as CF 4 is often used for etching a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【0004】近年、炭素とフッ素の化合物でなるエッチ
ングガスについて、環境汚染問題から除害が求められる
ようになってきた。この除害処理をする設備の一つとし
て、排気中にプラズマを励起させて排ガスを高温にし水
蒸気等分解をアシストするガスを添加したり、触媒に通
すことによって炭素−フッ素系化合物を分解する方式の
ものがある。In recent years, it has been required to remove an etching gas composed of a compound of carbon and fluorine due to environmental pollution. As one of the equipments for this detoxification treatment, a method in which plasma is excited in the exhaust gas to raise the temperature of the exhaust gas to add a gas that assists decomposition such as water vapor or to pass through a catalyst to decompose the carbon-fluorine compound. There are things.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなプラズマ
を利用する除害処理装置は、小型でユニット化されてお
り、エッチング装置の排気側に取り付けることができ
る。これにより、個々の装置毎に除害処理が行なわれる
システムを構成しやすい。The abatement apparatus utilizing plasma as described above is small and unitized, and can be attached to the exhaust side of the etching apparatus. Thereby, it is easy to configure a system in which abatement processing is performed for each individual device.
【0006】このようなプラズマを利用する除害処理装
置は、停止状態から比較的短時間で除害処理を開始させ
ることができる。従って、適当な制御で必要時に稼動さ
せるようにできないことはない。しかし、実際にはエッ
チング装置本体との通信方法は標準化されていない。除
害処理装置側がエッチング装置本体から詳しい情報を得
ることは難しいのである。The abatement system utilizing such a plasma can start the abatement process in a relatively short time from a stopped state. Therefore, it is not impossible to operate the apparatus when necessary with appropriate control. However, actually, a communication method with the etching apparatus main body is not standardized. It is difficult for the abatement system to obtain detailed information from the etching system.
【0007】そこで、従来ではエッチング装置がロット
を受け入れた状態となった時から全てのエッチング処理
が終了するまでの間、常時除害処理を行わせるような使
い方が多い。[0007] Therefore, conventionally, there are many uses in which the detoxification processing is always performed from the time when the etching apparatus receives the lot to the time when all the etching processing is completed.
【0008】しかし、除害装置をより有効に稼働させる
ため、除害装置側で排気の圧力を検出して除害処理を達
成する方法がある。すなわち、エッチング装置において
エッチング処理が始まり、排気圧力が所定量変化したと
きに除害装置が稼動するのである。[0008] However, in order to operate the abatement apparatus more effectively, there is a method in which the abatement apparatus detects the exhaust pressure to achieve the abatement process. That is, when the etching process is started in the etching apparatus and the exhaust pressure changes by a predetermined amount, the abatement apparatus operates.
【0009】しかし、このような方法の場合、排気の圧
力変動を検出してから除害装置のプラズマが励起し安定
するまでの遅延時間が生じる。この遅延時間に通過する
排ガスに関しては除害が正常に働かないという問題があ
る。However, in the case of such a method, there is a delay time from the detection of the pressure change of the exhaust gas until the plasma of the abatement apparatus is excited and stabilized. There is a problem that the abatement does not work properly with respect to the exhaust gas passing during this delay time.
【0010】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、エッチング処理の排気が始まったときには
除害装置が安定して稼動しているようにするドライエッ
チング装置を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a dry etching apparatus which enables a scrubber to operate stably when the evacuation of an etching process is started. Things.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、チャンバー内
に半導体ウェハが置かれ、導入されるエッチングガスを
プラズマ化して前記半導体ウェハに所望のエッチングが
施されるドライエッチング装置であって、前記チャンバ
ー内にエッチングガスが導入される以前に排気側に不活
性ガスが流される機構と、前記不活性ガスの排気による
圧力変動を検出することによって作動を開始する除害処
理機構とを具備したことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a dry etching apparatus in which a semiconductor wafer is placed in a chamber and a desired etching is performed on the semiconductor wafer by converting an introduced etching gas into plasma. A mechanism in which an inert gas is flown to the exhaust side before the etching gas is introduced into the chamber; and a detoxification mechanism that starts operation by detecting a pressure change due to the exhaustion of the inert gas. It is characterized by.
【0012】上記本発明に係るドライエッチング装置に
よれば、予め不活性ガスが排気されることによって除害
処理機構を作動させる。これにより、実際にエッチング
処理時の排気が始まったときには、すでに除害処理機構
は安定した稼動状態に入っている。According to the dry etching apparatus of the present invention, the detoxifying mechanism is operated by exhausting the inert gas in advance. Thus, when the evacuation during the etching process is actually started, the abatement mechanism is already in a stable operating state.
【0013】また、本発明は、チャンバー内に半導体ウ
ェハが置かれ、導入されるエッチングガスをプラズマ化
して前記半導体ウェハに所望のエッチングが施されるド
ライエッチング装置であって、前記チャンバー内にエッ
チングガスが導入される以前に排気側に除害を援助する
アシストガスが流される機構と、前記アシストガスの排
気による圧力変動を検出することによって作動を開始す
る除害処理機構とを具備したことを特徴とする。The present invention is also a dry etching apparatus in which a semiconductor wafer is placed in a chamber, and an etching gas to be introduced is turned into plasma to perform desired etching on the semiconductor wafer. Before the gas is introduced, a mechanism through which an assist gas for assisting detoxification is flown to the exhaust side, and a detoxification processing mechanism that starts operation by detecting a pressure change due to the exhaustion of the assist gas are provided. Features.
【0014】上記本発明に係るドライエッチング装置に
よれば、予めアシストガスが排気されることによって除
害処理機構を作動させる。これにより、実際にエッチン
グ処理時の排気が始まったときには、すでに除害処理機
構は安定した稼動状態に入っている。According to the dry etching apparatus of the present invention, the abatement mechanism is operated by exhausting the assist gas in advance. Thus, when the evacuation during the etching process is actually started, the abatement mechanism is already in a stable operating state.
【0015】なお、好ましくは上記本発明のいずれも、
上記除害処理機構は、上記チャンバーからの排気経路途
中に取り付けられるプラズマユニットであることを特徴
とする。Preferably, any of the above-mentioned present invention
The abatement mechanism is a plasma unit attached in the middle of an exhaust path from the chamber.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
るドライエッチング装置の構成を示す概略図である。エ
ッチングチャンバー10は、内部に半導体ウェハWFが
載置される下部電極部11が配備されている。下部電極
部11は、各々のウェハWFが置かれる領域(その周辺
も含む)以外は絶縁カバー(図示せず)が設けられてい
る。エッチングチャンバー10の上部には上部電極部1
2が配備されている。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a dry etching apparatus according to one embodiment of the present invention. The etching chamber 10 is provided with a lower electrode portion 11 in which a semiconductor wafer WF is placed. The lower electrode portion 11 is provided with an insulating cover (not shown) except for a region (including its periphery) where each wafer WF is placed. The upper electrode part 1 is provided on the upper part of the etching chamber 10.
2 are deployed.
【0017】ガス導入管13は、図示しないマスフロー
コントロール弁等につながり、ガスユニットから各ガス
種が所定量流されてチャンバー10内にエッチング用の
ガスEGが供給されるようになっている。The gas introduction pipe 13 is connected to a mass flow control valve (not shown) or the like, and a predetermined amount of each gas type is supplied from a gas unit to supply the etching gas EG into the chamber 10.
【0018】下部電極部11及び上部電極部12では、
それぞれ陰極及び陽極(接地電位)としてRF(高周
波)電力が印加される。チャンバー10内では、エッチ
ングガスEGが導入され、グロー放電を起こさせる。こ
れにより、エッチングガスEGはプラズマ化され、下部
電極部11上にはシースが発生し、下部電極部11は負
電位にバイアスされる。これにより、プラズマの反応性
ガスによるエッチングが加速される。排気管14は、主
に反応済みの排ガスをエッチングチャンバー10外部に
導く。In the lower electrode section 11 and the upper electrode section 12,
RF (high frequency) power is applied as a cathode and an anode (ground potential), respectively. In the chamber 10, an etching gas EG is introduced to cause glow discharge. As a result, the etching gas EG is turned into plasma, a sheath is generated on the lower electrode portion 11, and the lower electrode portion 11 is biased to a negative potential. Thereby, the etching by the reactive gas of the plasma is accelerated. The exhaust pipe 14 mainly guides the reacted exhaust gas to the outside of the etching chamber 10.
【0019】上記排気管14にはターボポンプ15、除
害処理装置16、ドライポンプ17が順に設けられ、排
ガスが通過する。除害処理装置16は、プラズマユニッ
トであり、排気中にプラズマを励起させて排ガスを高温
にし、触媒に通すことによって炭素−フッ素系化合物を
分解する。除害処理装置16には、圧力検出機構18が
配備されている。これにより、所定の排気圧力を検出す
ると除害処理装置16が作動するように構成されてい
る。The exhaust pipe 14 is provided with a turbo pump 15, an abatement treatment device 16, and a dry pump 17 in order, through which exhaust gas passes. The abatement apparatus 16 is a plasma unit that excites plasma in the exhaust gas to raise the temperature of the exhaust gas and decomposes the carbon-fluorine compound by passing the exhaust gas through a catalyst. The abatement device 16 is provided with a pressure detection mechanism 18. Thus, the abatement system 16 is configured to operate when a predetermined exhaust pressure is detected.
【0020】この実施形態では、エッチングチャンバー
10内にエッチングガスが導入される以前に排気側に不
活性ガスが流される排気制御機構19が設けられてい
る。すなわち、エッチング処理がなされる直前に排気側
にHe、Ne、Ar、N2 等の不活性ガスが所定流量流
される。これにより、除害処理装置16において排気圧
力を検出させ、除害処理(プラズマ励起)を作動させて
おく。In this embodiment, there is provided an exhaust control mechanism 19 through which an inert gas flows to the exhaust side before the etching gas is introduced into the etching chamber 10. That is, immediately before the etching process is performed, an inert gas such as He, Ne, Ar, or N 2 flows at a predetermined flow rate on the exhaust side. Thus, the exhaust gas pressure is detected in the abatement processing apparatus 16 and the abatement processing (plasma excitation) is activated.
【0021】上記実施形態の構成によれば、エッチング
ガスがチャンバー10内に導入される前に予め排気制御
機構19が不活性ガスを排気管14に流す。これによ
り、排気圧力が検知され除害処理装置16は作動する。
この結果、実際にエッチング処理時の排気が始まったと
きには、すでに除害処理装置16はプラズマの安定した
稼動状態に入っている。よって、エッチング処理時の排
気は全て漏らさず安定した除害処理が可能となる。According to the configuration of the above embodiment, before the etching gas is introduced into the chamber 10, the exhaust control mechanism 19 causes the inert gas to flow through the exhaust pipe 14 in advance. As a result, the exhaust pressure is detected, and the detoxification processing device 16 operates.
As a result, when the evacuation during the etching process is actually started, the abatement apparatus 16 is already in a stable operating state of the plasma. Therefore, stable exhaust treatment can be performed without exhaust gas leaking during the etching process.
【0022】図2は、本発明の他の実施形態に係るドラ
イエッチング装置の構成を示す概略図である。図1と同
様の箇所には同一の符号を付して、本発明の要部を除い
て説明は省略する。上記図1の構成では、排気制御機構
19は不活性ガスを排気管14に流す構成であったが、
この実施形態では排気制御機構19がO2 、H2 O、C
H3 OHのような除害を援助するアシストガスを排気管
14に流す。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a dry etching apparatus according to another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted except for the main parts of the present invention. In the configuration of FIG. 1 described above, the exhaust control mechanism 19 is configured to flow the inert gas to the exhaust pipe 14.
In this embodiment, the exhaust control mechanism 19 includes O 2 , H 2 O, C
An assist gas, such as H 3 OH, for assisting detoxification is passed through the exhaust pipe 14.
【0023】すなわち、エッチング処理がなされる直前
に排気側に炭素−フッ素系化合物の分解を促進させるO
2 ガスが所定流量流される。これにより、除害処理装置
16において排気圧力を検出させ、除害処理(プラズマ
励起)を作動させておく。That is, just before the etching process is performed, O which promotes the decomposition of the carbon-fluorine compound is provided on the exhaust side.
Two gases are flowed at a predetermined flow rate. Thus, the exhaust gas pressure is detected in the abatement processing apparatus 16 and the abatement processing (plasma excitation) is activated.
【0024】上記実施形態の構成によれば、エッチング
ガスがチャンバー10内に導入される前に予め排気制御
機構19がO2 ガスを排気管14に流す。これにより、
排気圧力が検知され除害処理装置16は作動する。この
結果、実際にエッチング処理時の排気が始まったときに
は、すでに除害処理装置16はプラズマの安定した稼動
状態に入っている。よって、エッチング処理時の排気は
全て漏らさず安定した除害処理が可能となる。According to the configuration of the above embodiment, before the etching gas is introduced into the chamber 10, the exhaust control mechanism 19 causes the O 2 gas to flow through the exhaust pipe 14 in advance. This allows
The exhaust pressure is detected, and the detoxification processing device 16 operates. As a result, when the evacuation of the etching process is actually started, the abatement apparatus 16 is already in a stable operating state of the plasma. Therefore, a stable detoxification process can be performed without leaking all the exhaust gas during the etching process.
【0025】なお、本発明の構成は、図1、図2に示し
たドライエッチング装置以外の構成の平行平板型やマイ
クロ波型、各種有磁場のタイプに用いることができる。
また、排気経路周辺制御系の構成は各種バルブなどは省
略されているので、ターボポンプ15、除害処理装置1
6、ドライポンプ17の構成のみに限らない。さらに簡
易的には、エッチング用のガス供給系から不活性ガスま
たは除害アシストガスを所定時間供給することも可能で
ある。The structure of the present invention can be applied to a parallel plate type, a microwave type, and various types of magnetic fields other than the dry etching apparatus shown in FIGS.
Further, since the configuration of the exhaust path peripheral control system does not include various valves and the like, the turbo pump 15 and the abatement system 1
6. It is not limited only to the configuration of the dry pump 17. More simply, it is also possible to supply an inert gas or a detoxification assist gas for a predetermined time from a gas supply system for etching.
【0026】いずれにしても、除害処理装置16が除害
を要する排ガスが実際に導入されたのを検知して作動し
たのでは完全な除害ができない。これを改善するため
に、除害を要する排ガスが導入されてくる直前には、す
でに安定した除害処理の稼動状態が得られるように不活
性ガスまたはアシストガスを所定タイミングで排気制御
し、除害処理装置16を稼動状態にさせられればよい。In any case, complete detoxification cannot be performed if the detoxification processing device 16 operates after detecting that the exhaust gas which needs to be detoxified is actually introduced. In order to improve this, immediately before the exhaust gas requiring detoxification is introduced, the inert gas or assist gas is exhausted at a predetermined timing so as to obtain a stable operation state of the detoxification treatment, and the degassing is performed. What is necessary is just to make the harm treatment device 16 operable.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ッチングガスがチャンバー内に導入される前に予め不活
性ガスまたは除害を援助するガスが排気されることによ
って除害処理装置を作動させる。この結果、エッチング
処理の排気が始まったときには除害装置が安定した稼動
状態となっている環境を考慮した高信頼性のドライエッ
チング装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, before the etching gas is introduced into the chamber, the inert gas or the gas for assisting the gas elimination is exhausted in advance to operate the harm removal apparatus. Let it. As a result, it is possible to provide a highly reliable dry etching apparatus in consideration of an environment in which the abatement apparatus is in a stable operating state when the evacuation of the etching process is started.
【図1】本発明の一実施形態に係るドライエッチング装
置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施形態に係るドライエッチング
装置の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a dry etching apparatus according to another embodiment of the present invention.
10…エッチングチャンバー 11…下部電極部 12…上部電極部 13…ガス導入管 14…排気管 15…ターボポンプ 16…除害処理装置 17…ドライポンプ 18…圧力検出機構 19…排気制御機構 EG…エッチングガス RF…高周波電源 WF…ウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Etching chamber 11 ... Lower electrode part 12 ... Upper electrode part 13 ... Gas introduction pipe 14 ... Exhaust pipe 15 ... Turbo pump 16 ... Abatement processing apparatus 17 ... Dry pump 18 ... Pressure detection mechanism 19 ... Exhaust control mechanism EG ... Etching Gas RF: High frequency power WF: Wafer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA22 AC10 BA07 CA13 CA20 DA70 EA06 GA02 GB04 4G075 AA03 BA01 BD12 CA47 CA63 EB01 EB41 4K057 DA18 DD01 DG08 DM37 DM38 DM40 DN01 5F004 BA04 BC02 CA01 DA00 DA22 DA23 DA25 DA26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D002 AA22 AC10 BA07 CA13 CA20 DA70 EA06 GA02 GB04 4G075 AA03 BA01 BD12 CA47 CA63 EB01 EB41 4K057 DA18 DD01 DG08 DM37 DM38 DM40 DN01 5F004 BA04 BC02 CA01 DA00 DA22 DA23 DA25 DA26
Claims (3)
導入されるエッチングガスをプラズマ化して前記半導体
ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング
装置であって、 前記チャンバー内にエッチングガスが導入される以前に
排気側に不活性ガスが流される機構と、 前記不活性ガスの排気による圧力変動を検出することに
よって作動を開始する除害処理機構と、を具備したこと
を特徴とするドライエッチング装置。1. A semiconductor wafer is placed in a chamber,
A dry etching apparatus in which an etching gas to be introduced is turned into plasma to perform desired etching on the semiconductor wafer, and a mechanism in which an inert gas is caused to flow to an exhaust side before the etching gas is introduced into the chamber. A dry etching apparatus, comprising: a detoxification processing mechanism that starts operating by detecting a pressure change caused by exhaustion of the inert gas.
導入されるエッチングガスをプラズマ化して前記半導体
ウェハに所望のエッチングが施されるドライエッチング
装置であって、 前記チャンバー内にエッチングガスが導入される以前に
排気側に除害を援助するアシストガスが流される機構
と、 前記アシストガスの排気による圧力変動を検出すること
によって作動を開始する除害処理機構と、を具備したこ
とを特徴とするドライエッチング装置。2. A semiconductor wafer is placed in the chamber,
A dry etching apparatus in which an etching gas to be introduced is turned into plasma to perform desired etching on the semiconductor wafer, wherein an assist gas for assisting detoxification on an exhaust side before the etching gas is introduced into the chamber. A dry etching apparatus comprising: a flowing mechanism; and a detoxification processing mechanism that starts operating by detecting a pressure change due to exhaustion of the assist gas.
らの排気経路途中に取り付けられるプラズマユニットで
あることを特徴とする請求項1または2記載のドライエ
ッチング装置。3. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the detoxification processing mechanism is a plasma unit attached in the middle of an exhaust path from the chamber.
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---|---|---|---|
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- 2000-12-13 JP JP2000379278A patent/JP2002184758A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080304 |