JP2897752B2 - Sample post-treatment method - Google Patents

Sample post-treatment method

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JP2897752B2
JP2897752B2 JP8786597A JP8786597A JP2897752B2 JP 2897752 B2 JP2897752 B2 JP 2897752B2 JP 8786597 A JP8786597 A JP 8786597A JP 8786597 A JP8786597 A JP 8786597A JP 2897752 B2 JP2897752 B2 JP 2897752B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料後処理方法に
係り、特に半導体素子基板等の試料でエッチング処理さ
れた試料を後処理するのに好適な試料後処理方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample post-processing method and, more particularly, to a sample post-processing method suitable for post-processing a sample etched with a sample such as a semiconductor device substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子基板等の試料でエッチング処
理された試料を後処理する技術としては、例えば、特開
昭58−164788号公報に記載のようなものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art As a technique for post-processing a sample which has been etched with a sample such as a semiconductor element substrate, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-164788 is known.

【0003】特開昭58−164788号公報に記載の
技術では、マイクロ波を酸素ガスと四塩化炭素ガスとの
混合ガスに印加してガスプラズマを発生させ、該ガスプ
ラズマ中の励起した原子あるいは分子を安定に移送して
パターン形成様マイクであるレジスト除去処理が実施さ
れる。
In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-164788, a microwave is applied to a mixed gas of oxygen gas and carbon tetrachloride gas to generate gas plasma, and excited atoms or atoms in the gas plasma are generated. The molecules are stably transferred to perform a resist removal process, which is a pattern forming microphone.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、エ
ッチング処理後の試料からガスプラズマを利用してレジ
ストは除去されるが、しかし、エッチング処理後の試料
の側壁付着物を除去する点について、何等配慮されてい
ない。
In the above-mentioned prior art, the resist is removed from the sample after the etching process by using gas plasma. However, the point of removing the deposit on the side wall of the sample after the etching process is as follows. No consideration was given.

【0005】つまり、上記従来技術では、例えば、塩素
系ガスプラズマを利用して、例えば、アルミニウム(A
l)合金膜、特にAl合金膜の下層にバリヤメタル層と
してチタンタングステン(TiW)やチタンナイトライ
ド(TiN)等を用いた場合のエッチング処理後におけ
るレジストはガスプラズマを利用して除去されるが、し
かし、エッチング処理時に側壁に付着した側壁付着物を
充分に除去し得ない。
That is, in the above-mentioned conventional technique, for example, aluminum (A)
l) The resist after the etching process when titanium tungsten (TiW) or titanium nitride (TiN) is used as a barrier metal layer under the alloy film, particularly the Al alloy film, is removed using gas plasma. However, it is impossible to sufficiently remove the side wall deposits attached to the side wall during the etching process.

【0006】従って、該試料をこのままの状態で、例え
ば、大気に露呈させた場合、側壁付着物中に含まれる残
留塩素成分と大気中の水分との作用によって該試料に腐
食が発生するといった問題が生じる。
Therefore, when the sample is exposed to the air in this state, for example, the sample is corroded by the action of the residual chlorine component contained in the deposit on the side wall and the moisture in the air. Occurs.

【0007】本発明の目的は、エッチング処理後の試料
の防食性を向上できる試料後処理方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a sample post-processing method capable of improving the corrosion resistance of a sample after an etching process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料後処理
方法を、プラズマ生成室と多孔板で仕切られた後処理室
内に、レジストを有しエッチング処理された試料を搬入
する工程と、前記プラズマ生成室でガスプラズマを生成
する工程と、該ガスプラズマのラジカル成分を主体に、
前記後処理室内に搬入した前記試料から前記レジストを
除去する工程と、前記試料を前記多孔板に近付けて前記
試料から側壁付着物を除去する工程とを有することによ
り、達成される。
The object of the present invention is to provide a method for post-treating a sample, comprising: loading a sample having a resist and being etched into a post-treatment chamber partitioned by a plasma generation chamber and a perforated plate; A step of generating gas plasma in a plasma generation chamber, and mainly a radical component of the gas plasma,
This is achieved by including a step of removing the resist from the sample carried into the post-processing chamber, and a step of bringing the sample closer to the perforated plate and removing the side wall deposits from the sample.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】レジストを有しエッチング処理さ
れた試料、例えば、塩素系ガスプラズマを利用してエッ
チング処理されたAl合金膜を有する試料は、大気に露
呈されることなく、例えば、真空雰囲気を介して後処理
雰囲気に移送されて保持手段に保持される。一方、ガス
プラズマ生成手段によりガスプラズマ、例えば、酸素を
含むガスプラズマが減圧下で生成される。エッチング処
理後の上記試料のレジストは、レジスト除去処理手段に
より上記ガスプラズマのラジカル成分を主体として除去
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A sample having a resist and subjected to an etching process, for example, a sample having an Al alloy film etched using a chlorine-based gas plasma, is exposed to the It is transferred to the post-processing atmosphere via the atmosphere and held by the holding means. On the other hand, gas plasma, for example, gas plasma containing oxygen is generated under reduced pressure by the gas plasma generating means. The resist of the sample after the etching process is removed mainly by the radical component of the gas plasma by the resist removal processing means.

【0010】また、エッチング処理後の上記試料の側壁
付着物は、側壁付着物除去処理手段により上記ガスプラ
ズマのイオンのスパッタ作用により除去される。
Further, the side wall deposits on the sample after the etching process are removed by the side wall deposit removal processing means by the sputtering action of the gas plasma ions.

【0011】従って、該試料を、その後、例えば、大気
に露呈したとしても側壁付着物が除去されているので、
該試料に腐食が発生するのを防止できる。なお、レジス
ト除去処理がラジカル反応主体で実施されるので、試料
が半導体素子基板の場合、その素子に与えられるダメー
ジを低減できる。
Therefore, even if the sample is subsequently exposed to the atmosphere, for example, the side wall deposits are removed.
Corrosion of the sample can be prevented. In addition, since the resist removal processing is performed mainly by a radical reaction, when the sample is a semiconductor element substrate, damage to the element can be reduced.

【0012】以下、本発明の一実施例を図1、図2によ
り説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】図1において、プラズマ生成室10と後処
理室20とは、その内部を真空に保持され、この場合、
両室は、Al製の多孔板30で仕切られている。処理ガ
スをプラズマ化するしゅだんとしては、この場合、マイ
クロ波を利用して処理ガスをプラズマ化する手段が用い
られる。
In FIG. 1, the plasma generation chamber 10 and the post-processing chamber 20 have their insides kept in a vacuum.
Both chambers are partitioned by a perforated plate 30 made of Al. In this case, means for converting the processing gas into plasma using a microwave is used as a method for converting the processing gas into plasma.

【0014】つまり、プラズマ生成室10の、この場
合、頂壁に開口部を設け、該開口部に石英製の窓を取付
け、マイクロ波導波管50の端部にマイクロ波発振器6
0を設けて成る。排気手段は、後処理室20の排気口2
1に連結され、圧力制御弁70および真空ポンプ(図示
省略)等から成る。ガス供給手段は、プラズマ生成室1
0のガス導入口11に連結され、この場合は、例えば、
酸素ガスと弗化炭素系ガス(例えば、四塩化炭素)とを
それぞれ流量制御弁80、81で調整し、それぞれのガ
スを混合して供給するガス供給管82等から成る。
That is, in this case, an opening is provided in the top wall of the plasma generation chamber 10, a quartz window is attached to the opening, and a microwave oscillator 6 is provided at an end of the microwave waveguide 50.
0 is provided. The exhaust means is the exhaust port 2 of the post-processing chamber 20.
1 and comprises a pressure control valve 70, a vacuum pump (not shown), and the like. The gas supply means is the plasma generation chamber 1
0 gas inlet 11, in this case, for example,
Oxygen gas and a carbon fluoride-based gas (for example, carbon tetrachloride) are adjusted by flow control valves 80 and 81, respectively, and are composed of a gas supply pipe 82 and the like for mixing and supplying each gas.

【0015】なお、後処理室20内には、エッチング処
理済みの試料90が搬入されて試料台100上に載置さ
れる。
The etched sample 90 is carried into the post-processing chamber 20 and placed on the sample table 100.

【0016】図2は、図1の後処理装置を用い、エッチ
ング処理と後処理とを真空下で連続して行うことができ
る処理装置の平面断面図を示し、一連の処理の概略手段
を説明するために用いる。
FIG. 2 is a plan cross-sectional view of a processing apparatus which can perform etching and post-processing continuously under vacuum using the post-processing apparatus of FIG. 1, and explains a schematic means of a series of processing. Used to

【0017】図2に示す処理装置では、バッファ室11
0、ロードロック下120、130、エッチング室14
0および後処理室20は真空排気可能であり、それぞれ
の室は、独立して気密手段(図示省略)により仕切るこ
とが可能となっている。
In the processing apparatus shown in FIG.
0, under load lock 120, 130, etching chamber 14
The chamber 0 and the post-processing chamber 20 can be evacuated, and each chamber can be independently partitioned by airtight means (not shown).

【0018】該装置を用いた処理の流れとしては、試料
90がロード側のカセット150から直進アーム160
によってロードロック室120内に運ばれた後に、大気
圧から排気装置(図示省略)により減圧排気される。こ
の後、予め減圧排気されているバッファ室110内を経
由して施回アーム170によって減圧排気されているエ
ッチング室140内へ送られる。
The flow of the processing using the apparatus is as follows.
After being transported into the load lock chamber 120, the air is exhausted under reduced pressure from the atmospheric pressure by an exhaust device (not shown). Thereafter, the wafer is sent into the etching chamber 140 evacuated and evacuated by the rotation arm 170 via the buffer chamber 110 evacuated and evacuated in advance.

【0019】このエッチング室140にて所定のエッチ
ング処理を行った後、施回アーム171によって、これ
もまた予め減圧排気されている後処理室20内された試
料は、再び施回アーム171でロードロック室130に
運ばれる。ロードロック室130内は、気密手段により
バッファ室110内と仕切られる。その後、ロードロッ
ク室130内は、リークガス、例えば、N2ガスにより
大気圧まで昇圧された後に、大気開放される。その後、
試料は、直進アーム161によりアンロード側のカセッ
ト151へ収納されて一連の処理が終了する。
After performing a predetermined etching process in the etching chamber 140, the sample in the post-processing chamber 20, which is also evacuated and evacuated in advance, is loaded again by the rotation arm 171 by the rotation arm 171. It is carried to the lock room 130. The inside of the load lock chamber 130 is partitioned from the inside of the buffer chamber 110 by airtight means. Thereafter, the pressure in the load lock chamber 130 is increased to atmospheric pressure by a leak gas, for example, N 2 gas, and then released to the atmosphere. afterwards,
The sample is stored in the cassette 151 on the unloading side by the rectilinear arm 161 and a series of processing is completed.

【0020】図1、図2で、マイクロ波発振器60より
発生した周波数2.45GHzのマイクロ波はマイクロ
波導波管50内を進行し石英製の窓40を介してプラズ
マ生成室10内に導かれる。プラズマ生成室10に導入
された処理用混合ガスにマイクロ波が印加されプラズマ
生成室10にプラズマが生成される。プラズマ生成室1
0と後処理室20の間には、Al製の多孔板30が設け
てあり、マイクロ波が後処理室に進行するのを防止し、
主にラジカル成分が後処理室20に導かれる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the microwave having a frequency of 2.45 GHz generated by the microwave oscillator 60 travels in the microwave waveguide 50 and is guided into the plasma generation chamber 10 through the window 40 made of quartz. . A microwave is applied to the mixed gas for processing introduced into the plasma generation chamber 10 to generate plasma in the plasma generation chamber 10. Plasma generation chamber 1
A perforated plate 30 made of Al is provided between 0 and the post-processing chamber 20 to prevent the microwave from traveling to the post-processing chamber,
A radical component is mainly led to the post-processing chamber 20.

【0021】本実施例による後処理ではレジストを除去
するアッシング処理工程を後処理室20に導かれたラジ
カルを主成分として行う側壁付着物処理工程を後処理室
20内の処理圧力を圧力制御弁70を制御してアッシン
グ処理工程時よりさらに減圧し、プラズマ生成室10に
発生したイオンを後処理室20内を減圧することにより
イオンの平均自由工程を大きくして導き、試料90の配
線膜パターンの側面に残った側壁付着物をイオンのスパ
ッタ効果により除去するものである。
In the post-processing according to the present embodiment, the ashing process for removing the resist is performed by using the radicals led to the post-processing chamber 20 as a main component. 70 is controlled to further reduce the pressure in the ashing process step, and the ions generated in the plasma generation chamber 10 are reduced in the post-processing chamber 20 to increase and lead the mean free path of the ions. Is removed by the ion sputtering effect.

【0022】本実施例によれば、塩素化合物、例えば、
塩素系ガスプラズマを利用してのAlエッチング処理後
に残留する残留塩素量を従来よりはるかに現象すること
ができ、AlあるいはAl合金膜および下層にTiW、
TiN等のバリヤメタル層を有するAl合金膜のエッチ
ング処理後の防食性能を向上することができる。
According to this embodiment, a chlorine compound, for example,
The amount of residual chlorine remaining after the Al etching process using chlorine-based gas plasma can be much more reduced than before, and Ti or Al alloy film and TiW,
The anticorrosion performance of the Al alloy film having a barrier metal layer such as TiN after the etching process can be improved.

【0023】次に、図3を用いて本発明の他の実施例を
説明する。図3において図1と同一装置等には同符号を
用いて、説明は省略する。図3に示す装置は第1図で示
した装置に試料台100を上下動するための駆動装置1
80と上下動可能な直空気密部材181を付設した構成
となっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, the same reference numerals are used for the same devices and the like as those in FIG. 1, and the description is omitted. The apparatus shown in FIG. 3 is the same as the apparatus shown in FIG.
80 and a vertical airtight member 181 that can move up and down.

【0024】本実施例では、先に述べた一実施例と同様
にレジストを除去するためラジカルを主成分としてアッ
シング処理工程を行う、側壁付着物処理工程では試料9
0を載置した試料台100を可動可能な気密部材181
と上下駆動装置180によって多孔板30に近づけて行
うものである。試料90を多孔板30に近づけることに
より試料90がプラズマ生成域に近くなり多孔板30よ
り流入するイオン作用効果が増加し、側壁付着物がより
有効に除去できる。
In this embodiment, an ashing process is carried out with a radical as a main component in order to remove the resist in the same manner as in the first embodiment.
Airtight member 181 capable of moving the sample stage 100 on which
And the vertical drive unit 180 is used to approach the perforated plate 30. By bringing the sample 90 closer to the perforated plate 30, the sample 90 comes closer to the plasma generation region, the effect of the ionic action flowing from the perforated plate 30 increases, and the deposits on the side walls can be more effectively removed.

【0025】一方、試料台高さを任意に制御することで
試料に与えるイオンダメージをも制御することが可能と
なる。また、前述した後処理室内を減圧する実施例と本
実施例を組合せれば側壁付着物はさらに有効に除去可能
となる。
On the other hand, arbitrarily controlling the height of the sample table makes it possible to control the ion damage to the sample. Further, by combining this embodiment with the above-described embodiment in which the pressure in the post-processing chamber is reduced, it is possible to more effectively remove the deposit on the side wall.

【0026】次に図4を用いて本発明のさらに他の実施
例を説明する。図4において図1と同一装置等には同符
号を用いて、説明は省略する。図4に示す装置は図1で
示した装置に試料台100にバイアス印加用の電源、例
えば、高周波電源190により高周波出力を印加すると
ともに、試料台100と後処理室20との間の電気的絶
縁を確保する目的で絶縁部材200を付設した構成とな
っている。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, the same reference numerals are used for the same devices as those in FIG. 1, and the description is omitted. The apparatus shown in FIG. 4 applies a high-frequency output to the apparatus shown in FIG. 1 by a power supply for bias application, for example, a high-frequency power supply 190 to the sample table 100, and electrically connects the sample table 100 and the post-processing chamber 20 to each other. The configuration is such that an insulating member 200 is provided for the purpose of ensuring insulation.

【0027】本実施例では、図1を用いて述べた一実施
例と同様にレジストを除去するアッシング処理工程をラ
ジカルを主成分として行う、側壁付着物処理工程を試料
90を載置した試料台100に高周波電力を印加し、試
料表面に高周波バイアス電圧を発生させ、バイアス電圧
によりイオンのスパッタ作用により側壁付着物が除去で
きる。
In this embodiment, as in the embodiment described with reference to FIG. 1, the ashing process for removing the resist is carried out by using a radical as a main component. A high-frequency power is applied to the sample 100 to generate a high-frequency bias voltage on the surface of the sample.

【0028】また、本実施例では高周波印加電力を任意
に制御することにより側壁付着物の除去速度とイオン衝
撃による基板ダメージの程度を調節することが可能とな
る。
Further, in this embodiment, by arbitrarily controlling the high-frequency applied power, it is possible to adjust the removal rate of the deposit on the side wall and the degree of substrate damage due to ion bombardment.

【0029】図5は、図1、図3および図4で示した後
処理の処理手順を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a processing procedure of the post-processing shown in FIGS. 1, 3 and 4.

【0030】本発明による後処理方法では最初に配線パ
ターンのレジスト膜をラジカル成分を主体としてアッシ
ング処理を行った後、残留側壁付着物をイオンのスパッ
タ効果により除去することを特徴とするものである。
The post-processing method according to the present invention is characterized in that a resist film of a wiring pattern is first subjected to an ashing process with a radical component as a main component, and the remaining side wall deposits are removed by an ion sputtering effect. .

【0031】この処理手順によればレジスト成分を酸素
を主体とするガスで低ダメージで、かつ、高速に除去可
能であり、残留側壁付着物の表面がレジスト除去の際に
酸化あるいは弗化されてもイオンのスパッタ作用により
除去することができ、おのおのの処理に最適な処理条件
を個別に設定可能となるので残留塩素成分をかつ有効に
除去可能となる。
According to this processing procedure, the resist component can be removed with a gas mainly composed of oxygen with low damage and at a high speed, and the surface of the remaining side wall deposits is oxidized or fluorinated when the resist is removed. Can also be removed by the ion sputtering action, and the optimum processing conditions for each processing can be individually set, so that the residual chlorine component can be effectively removed.

【0032】以上、本発明によればAlあるいはAl合
金膜の後処理が低ダメージでかつ高い防食性能を得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the post-treatment of the Al or Al alloy film can obtain low damage and high anticorrosion performance.

【0033】なお、以上の各実施例における後処理では
プラズマ生成室と後処理室間に多孔板を設けた例を述べ
たが後処理に低ダメージ性が強く要求されない場合には
多孔板を取除いて処理を行ってもよい。この場合には試
料が直接プラズマにさらされるためイオンスパッタ効果
が高まりさらに効果的に残留塩素成分を除去することが
できる。
In the post-processing in each of the above embodiments, an example was described in which a perforated plate was provided between the plasma generation chamber and the post-processing chamber. The processing may be performed excluding. In this case, since the sample is directly exposed to the plasma, the ion sputtering effect is enhanced, and the residual chlorine component can be more effectively removed.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、エッチング処理後の試
料からレジストと側壁付着物とを高速かつ低ダメージに
有効に除去できるので、エッチング処理後の試料の防食
性を向上できる効果がある。
According to the present invention, the resist and the side wall deposits can be effectively removed from the sample after the etching process at high speed and with low damage, so that the corrosion resistance of the sample after the etching process can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す後処理装置の縦断面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a post-processing apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置を用いたエッチング処理と後処理と
を連続して行う装置の平面断面図である。
FIG. 2 is a plan cross-sectional view of an apparatus that continuously performs an etching process and a post-process using the device of FIG.

【図3】本発明の他の実施例を示す後処理装置の縦断面
図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a post-processing apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の更に他の実施例を示す後処理装置の縦
断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a post-processing apparatus showing still another embodiment of the present invention.

【図5】本発明における後処理の処理手順を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a processing procedure of post-processing in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…プラズマ生成室、20…後処理室、30…多孔
板、40…石英製の窓、50…マイクロ波導波管、60
…マイクロ波発振器、70…圧力制御弁、80、81…
流量制御弁、100…試料台。
Reference Signs List 10: plasma generation chamber, 20: post-processing chamber, 30: perforated plate, 40: quartz window, 50: microwave waveguide, 60
... microwave oscillator, 70 ... pressure control valve, 80, 81 ...
Flow control valve, 100: sample stage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 陽一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 佐藤 仁昭 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (56)参考文献 特開 平2−191325(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoichi Ito 502 Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd.Mechanical Research Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-2-191325 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/3065

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プラズマ生成室と多孔板で仕切られた後処
理室内に、レジストを有しエッチング処理された試料を
搬入する工程と、 前記プラズマ生成室でガスプラズマを生成する工程と、 該ガスプラズマのラジカル成分を主体に、前記後処理室
内に搬入した前記試料から前記レジストを除去する工程
と、 前記試料を前記多孔板に近付けて前記試料から側壁付着
物を除去する工程とを有することを特徴とする試料後処
理方法。
1. A step of loading a sample having a resist and subjected to an etching process into a post-processing chamber partitioned by a plasma generation chamber and a perforated plate; a step of generating gas plasma in the plasma generation chamber; Mainly comprising a radical component of plasma, a step of removing the resist from the sample carried into the post-processing chamber, and a step of bringing the sample closer to the perforated plate and removing side wall deposits from the sample. Characteristic sample post-treatment method.
JP8786597A 1997-04-07 1997-04-07 Sample post-treatment method Expired - Lifetime JP2897752B2 (en)

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