JPS6136376B2 - - Google Patents
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- JPS6136376B2 JPS6136376B2 JP2125577A JP2125577A JPS6136376B2 JP S6136376 B2 JPS6136376 B2 JP S6136376B2 JP 2125577 A JP2125577 A JP 2125577A JP 2125577 A JP2125577 A JP 2125577A JP S6136376 B2 JPS6136376 B2 JP S6136376B2
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- sample stage
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- etching
- ion
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Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、試料台(Substrate―stage)を改良
したイオンエツチング装置の構造に関するもので
ある。
したイオンエツチング装置の構造に関するもので
ある。
近年半導体、集積回路技術等の進歩と相俟つて
パターンの高密度化が急速な進歩で行われてい
る。これらの要求を満たすために従来の化学エツ
チングにかわつて、プラズマエツチング、スパツ
タエツチング、イオンエツチング等のドライブプ
ロセスが高精度のパターンを提供するものとして
注目されている。これらのうちイオンエツチング
は特に(1).10-4〜10-5torrの真空度で行うことが
できるため、汚染が少ない。(2).試料のエツチン
グ均一性が良く、エツジ効果等がない。(3).エツ
チング速度の制御性、再現性が良い。等の特徴を
そなえているため、中でも、バブルメモリー、超
高周波デバイス等の領域で注目されている。
パターンの高密度化が急速な進歩で行われてい
る。これらの要求を満たすために従来の化学エツ
チングにかわつて、プラズマエツチング、スパツ
タエツチング、イオンエツチング等のドライブプ
ロセスが高精度のパターンを提供するものとして
注目されている。これらのうちイオンエツチング
は特に(1).10-4〜10-5torrの真空度で行うことが
できるため、汚染が少ない。(2).試料のエツチン
グ均一性が良く、エツジ効果等がない。(3).エツ
チング速度の制御性、再現性が良い。等の特徴を
そなえているため、中でも、バブルメモリー、超
高周波デバイス等の領域で注目されている。
イオンエツチング装置は、イオン化室、加速
器、中和用フイラメント、ターゲツトテーブル等
より構成されている。通常注入ガスは、不活性ガ
スのアルコン(Ar)等が使われるが、酸素
(O2)等も使用される。カウフマン型
(Kaufman)のイオン銃をもつイオンエツチング
装置を例にとると、第1図に示すようにガス注入
口1より注入されたガスはイオン化室2で、マグ
ネツト3より印加された磁界の助けをかりて、イ
オン化される。三枚のグリツドより成る加速用グ
リツド4で加速されたイオンは、試料台5上に置
かれた試料6をエツチングする。その際、イオン
による試料の荷電を防ぐため、中和用フイラメン
ト7は、熱電子を試料台5に供給する。
器、中和用フイラメント、ターゲツトテーブル等
より構成されている。通常注入ガスは、不活性ガ
スのアルコン(Ar)等が使われるが、酸素
(O2)等も使用される。カウフマン型
(Kaufman)のイオン銃をもつイオンエツチング
装置を例にとると、第1図に示すようにガス注入
口1より注入されたガスはイオン化室2で、マグ
ネツト3より印加された磁界の助けをかりて、イ
オン化される。三枚のグリツドより成る加速用グ
リツド4で加速されたイオンは、試料台5上に置
かれた試料6をエツチングする。その際、イオン
による試料の荷電を防ぐため、中和用フイラメン
ト7は、熱電子を試料台5に供給する。
試料台5はイオン衝撃による発熱を軽減するた
め、水冷機構8がほどこされている。又、エツチ
ングの均一性を増すためには、試料台5に回転機
構を加えることができる。
め、水冷機構8がほどこされている。又、エツチ
ングの均一性を増すためには、試料台5に回転機
構を加えることができる。
これらのエツチングの装置において、微細パタ
ーンを形成する場合には、通常フオトレジストで
マスクパターンを形成し、これをマスクとし、シ
ヤワー状のイオンビームによりイオンエツチング
を行なう。その際良好なパターンを形成するため
の必須条件は、試料のイオン衝撃による温度上昇
を押える事である。イオン衝撃による試料の温度
上昇を実測した結果では温度上昇は、(1).入射イ
オン電力(入射イオンエネルギーとイオン電流密
度の積)に比例する、(2).試料と試料台との熱接
触の程度に大きく依存する、(3).良好な接触状態
が得られればヒートシンク剤の種類によらずその
効果はほぼ同じである。
ーンを形成する場合には、通常フオトレジストで
マスクパターンを形成し、これをマスクとし、シ
ヤワー状のイオンビームによりイオンエツチング
を行なう。その際良好なパターンを形成するため
の必須条件は、試料のイオン衝撃による温度上昇
を押える事である。イオン衝撃による試料の温度
上昇を実測した結果では温度上昇は、(1).入射イ
オン電力(入射イオンエネルギーとイオン電流密
度の積)に比例する、(2).試料と試料台との熱接
触の程度に大きく依存する、(3).良好な接触状態
が得られればヒートシンク剤の種類によらずその
効果はほぼ同じである。
たとえば、イオンエネルギー500eV、イオン電
流密度0.50mA/cm2の場合、試料台に機械的に接
触した0.15mm厚のガラス基板上で130℃、試料台
とガラス基板間にヒートシンク剤として金属ガリ
ウム、真空グリース、拡散ポンプオイル、銀ペー
スト等を使用した場合、いずれも13℃の温度上昇
である。このようにイオンエツチングにおいては
試料と試料台との熱接触の良否は重要な要素であ
る。
流密度0.50mA/cm2の場合、試料台に機械的に接
触した0.15mm厚のガラス基板上で130℃、試料台
とガラス基板間にヒートシンク剤として金属ガリ
ウム、真空グリース、拡散ポンプオイル、銀ペー
スト等を使用した場合、いずれも13℃の温度上昇
である。このようにイオンエツチングにおいては
試料と試料台との熱接触の良否は重要な要素であ
る。
しかしながら、これらのヒートシンク剤を実際
に使用するにあたつては、使いやすさ等が重要で
ある。たとえば拡散ポンプオイル等のように粘度
の低いものでは、真空にした時に、気泡等が飛散
し試料表面を汚染したり、又粘度の高いもので
は、均一に塗布する事が困難であつたりする。
又、これらにイオンビームが照射されると有害な
ガス等が出てパターンの形成に悪影響を及ぼした
りする恐れがある。またこれらのヒートシンク剤
の剥離方法が容易である事も重要である。
に使用するにあたつては、使いやすさ等が重要で
ある。たとえば拡散ポンプオイル等のように粘度
の低いものでは、真空にした時に、気泡等が飛散
し試料表面を汚染したり、又粘度の高いもので
は、均一に塗布する事が困難であつたりする。
又、これらにイオンビームが照射されると有害な
ガス等が出てパターンの形成に悪影響を及ぼした
りする恐れがある。またこれらのヒートシンク剤
の剥離方法が容易である事も重要である。
一方、これらのヒートシンク剤を使用していて
も長時間くり返しイオンエツチングを行なつてい
ると試料が置かれない試料台の表面はイオンエツ
チされ、試料台に段差が生じる。その段差のため
に試料との熱接触が悪くなり、良好なパターンを
得られなくなつてくる。又、スパツタされた試料
台材料の原子は余げん分布等(ポーセン;基板上
のスルーホール内壁をコートするためのスパツタ
法、ジヤーナル オブ バキユーム サイエンス
テクノロジー(Vossen;A sputtering
technique for coating tne inside walls of
through―holes in substrates.J.Vac.Sci.
Technol.)11巻―5 1974年 875ページ 参
照)であらゆる方向に飛散するので第2図に示す
ように試料基板側壁10にエツチング時間に比例
して付着する。この付着層の接着性はあまり良く
ないので、次の工程、たとえばレジスト剥離、あ
るいは洗滌のための超音波処理等で、はがれて、
試料面に付着し、欠陥を作る原因となる。
も長時間くり返しイオンエツチングを行なつてい
ると試料が置かれない試料台の表面はイオンエツ
チされ、試料台に段差が生じる。その段差のため
に試料との熱接触が悪くなり、良好なパターンを
得られなくなつてくる。又、スパツタされた試料
台材料の原子は余げん分布等(ポーセン;基板上
のスルーホール内壁をコートするためのスパツタ
法、ジヤーナル オブ バキユーム サイエンス
テクノロジー(Vossen;A sputtering
technique for coating tne inside walls of
through―holes in substrates.J.Vac.Sci.
Technol.)11巻―5 1974年 875ページ 参
照)であらゆる方向に飛散するので第2図に示す
ように試料基板側壁10にエツチング時間に比例
して付着する。この付着層の接着性はあまり良く
ないので、次の工程、たとえばレジスト剥離、あ
るいは洗滌のための超音波処理等で、はがれて、
試料面に付着し、欠陥を作る原因となる。
本発明は試料台に簡単な加工をほどこす事によ
り、試料と試料台との熱接触を良くし、試料台の
変形もなく、又試料台材料が試料基板側壁に付着
することを防止できるイオンエツチング装置を提
供することを目的とする。
り、試料と試料台との熱接触を良くし、試料台の
変形もなく、又試料台材料が試料基板側壁に付着
することを防止できるイオンエツチング装置を提
供することを目的とする。
本発明による装置においてその試料台は、熱伝
導係数の大きな材質に位置ぎめのための凸あるい
は凹部の加工をほどこした取りはずし可能な補助
試料台及び凸部あるいは凹部にあわせてくりぬき
のある試料台カバーより成る。カバー材質はイオ
ンエツチング、速度の遅いチタン(Ti)モリブ
デン(Mo)板等が適しておりくりぬきはエツチ
ングされる試料外径寸法より少し小さくする必要
がある。
導係数の大きな材質に位置ぎめのための凸あるい
は凹部の加工をほどこした取りはずし可能な補助
試料台及び凸部あるいは凹部にあわせてくりぬき
のある試料台カバーより成る。カバー材質はイオ
ンエツチング、速度の遅いチタン(Ti)モリブ
デン(Mo)板等が適しておりくりぬきはエツチ
ングされる試料外径寸法より少し小さくする必要
がある。
次に、本発明について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
本発明のイオンエツチング装置における試料台
の一実施例を第3図に示す。試料台5上に設置さ
れた取りはずし可能な補助試料台12が適当なヒ
ートシンク剤11を介して設置されている。補助
試料台12は試料6の形状にあわせてその位置が
わずかに凸にしてあげてある。この凸部はエツチ
ング試料の個数のみ作つておき常に同じ位置にマ
ウントするためのものである。試料6は、補助試
料台12に適当なヒートシンク剤9を介して置か
れてある。この補助試料台12は熱伝導度の良い
銅(Cu)板等が適している。さらに試料6の外
径より少し小さめにくりぬかれた試料台カバー1
3を補助試料台12上にかぶせる。この試料台カ
バー13は補助試料台12のイオンエツチングに
よる損傷と、試料6の側壁にスパツタされた原子
が付着することを防止するためのものである。補
助試料台12は必らずしも必要ではなく試料台5
本体に直接加工しても同様の効果が期待できる。
の一実施例を第3図に示す。試料台5上に設置さ
れた取りはずし可能な補助試料台12が適当なヒ
ートシンク剤11を介して設置されている。補助
試料台12は試料6の形状にあわせてその位置が
わずかに凸にしてあげてある。この凸部はエツチ
ング試料の個数のみ作つておき常に同じ位置にマ
ウントするためのものである。試料6は、補助試
料台12に適当なヒートシンク剤9を介して置か
れてある。この補助試料台12は熱伝導度の良い
銅(Cu)板等が適している。さらに試料6の外
径より少し小さめにくりぬかれた試料台カバー1
3を補助試料台12上にかぶせる。この試料台カ
バー13は補助試料台12のイオンエツチングに
よる損傷と、試料6の側壁にスパツタされた原子
が付着することを防止するためのものである。補
助試料台12は必らずしも必要ではなく試料台5
本体に直接加工しても同様の効果が期待できる。
ヒートシンク剤9の粘度が低い場合には、第4
図a,bの構造をもつ補助試料台12を使用した
方が良い効果が期待できる。第4図は他の実施例
を示す図でaは断面図で、bは上面図である。試
料6の部分は試料6の厚さとヒートシンク剤9の
厚さの和だけ凹にしあげてあり、そのまわりにヒ
ートシンク剤留め溝14が堀られてある。この溝
14は、余分なヒートシンク剤9の溜めの役目を
はたしている。15,16は試料をマウントした
り、はずしたりするための溝であり、ピンセツト
などで試料をもちやすくしている。このような溝
を堀ることにより、ヒートシンク剤が試料面にま
わり込むのを防ぐ事ができる。13は第3図と同
様の試料台カバーであり、イオンエツチング速度
の遅い材料で構成されている。
図a,bの構造をもつ補助試料台12を使用した
方が良い効果が期待できる。第4図は他の実施例
を示す図でaは断面図で、bは上面図である。試
料6の部分は試料6の厚さとヒートシンク剤9の
厚さの和だけ凹にしあげてあり、そのまわりにヒ
ートシンク剤留め溝14が堀られてある。この溝
14は、余分なヒートシンク剤9の溜めの役目を
はたしている。15,16は試料をマウントした
り、はずしたりするための溝であり、ピンセツト
などで試料をもちやすくしている。このような溝
を堀ることにより、ヒートシンク剤が試料面にま
わり込むのを防ぐ事ができる。13は第3図と同
様の試料台カバーであり、イオンエツチング速度
の遅い材料で構成されている。
第4図に示す試料台の具体例の一例としては銅
(Cu)板からなる厚さ2.5mmの補助試料台12を
厚さ0.4mmの2インチウエハーのバブル用GGG基
板(カドリニウム・ガリウム・ガーネツト)にあ
わせ深さ0.5mm、直径50mmの穴をあけ、さらにそ
の周囲に深さ20mm、内径50mm、外径56mmの溝14
をあけ、深さ20mm、巾3mmで120ずつ3方向に溝
15を堀る。このように仕あげられた補助試料台
12の凹部の試料を載せる部分に真空グリースを
塗りホツトプレートにて100℃に加熱し、低粘度
になつた状態で試料6をマウントする。この時余
分な真空グリースは溝14に溜められる。次に補
助試料台12を試料台5上に真空グリースを間に
はさんで設置する。補助試料台12は、帯電を防
止するために、電気的に試料台5に接続してお
く。さらに、この上に48mmφの穴をあけられた厚
さ2mmのチタン板(Ti)を試料台カバー13と
して補助試料台12上に設置する。試料台カバー
13の位置は、補助試料台12の周囲に設けられ
た凸縁17によつて決められる。イオンエツチン
グ終了後には、補助試料台12を、試料台5より
離し、ホツトプレートにて温度100℃に加熱し、
溝15よりピンセツトを挿入し試料6を取りはず
す。このようにして得られた試料は基板側壁に付
着層が生じる事がないため欠陥の少ない良好なパ
ターンを提供する事ができた。
(Cu)板からなる厚さ2.5mmの補助試料台12を
厚さ0.4mmの2インチウエハーのバブル用GGG基
板(カドリニウム・ガリウム・ガーネツト)にあ
わせ深さ0.5mm、直径50mmの穴をあけ、さらにそ
の周囲に深さ20mm、内径50mm、外径56mmの溝14
をあけ、深さ20mm、巾3mmで120ずつ3方向に溝
15を堀る。このように仕あげられた補助試料台
12の凹部の試料を載せる部分に真空グリースを
塗りホツトプレートにて100℃に加熱し、低粘度
になつた状態で試料6をマウントする。この時余
分な真空グリースは溝14に溜められる。次に補
助試料台12を試料台5上に真空グリースを間に
はさんで設置する。補助試料台12は、帯電を防
止するために、電気的に試料台5に接続してお
く。さらに、この上に48mmφの穴をあけられた厚
さ2mmのチタン板(Ti)を試料台カバー13と
して補助試料台12上に設置する。試料台カバー
13の位置は、補助試料台12の周囲に設けられ
た凸縁17によつて決められる。イオンエツチン
グ終了後には、補助試料台12を、試料台5より
離し、ホツトプレートにて温度100℃に加熱し、
溝15よりピンセツトを挿入し試料6を取りはず
す。このようにして得られた試料は基板側壁に付
着層が生じる事がないため欠陥の少ない良好なパ
ターンを提供する事ができた。
尚、このような試料台を持つ装置はイオンエツ
チング装置に限らず、例えば逆スパツタリング装
置としても有効なものとして達成される。
チング装置に限らず、例えば逆スパツタリング装
置としても有効なものとして達成される。
第1図は、イオンエツチング装置の概略図、第
2図は、通常の試料台及び試料のマウントの方法
を示す図であり試料台より放出された原子が試料
基板側壁に付着した様子を示している。第3図
は、本発明による装置における試料台の一実施例
を示す断面図、第4図は本発明による装置におけ
る試料台の他の実施例を示す図で、aは断面図、
bは上面図である。 1……ガス注入口、2……イオン化室、3……
マグネツト、4……加速用グリツド、5……試料
台、6……試料、7……中積用フイラメント、8
……水冷機構、9……ヒートシンク剤、10……
試料基板側壁、11……ヒートシンク剤、12…
…補助試料台、13……試料台カバー、14……
ヒートシンク剤溜め溝、15,16……試料取り
扱いのための溝、17……凸縁。
2図は、通常の試料台及び試料のマウントの方法
を示す図であり試料台より放出された原子が試料
基板側壁に付着した様子を示している。第3図
は、本発明による装置における試料台の一実施例
を示す断面図、第4図は本発明による装置におけ
る試料台の他の実施例を示す図で、aは断面図、
bは上面図である。 1……ガス注入口、2……イオン化室、3……
マグネツト、4……加速用グリツド、5……試料
台、6……試料、7……中積用フイラメント、8
……水冷機構、9……ヒートシンク剤、10……
試料基板側壁、11……ヒートシンク剤、12…
…補助試料台、13……試料台カバー、14……
ヒートシンク剤溜め溝、15,16……試料取り
扱いのための溝、17……凸縁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 イオンエツチング装置において、被エツチン
グ試料を保持する試料台が、装置本体に固定され
水冷された台座部分、前記固定された台座部分に
マウントされる脱着可能で且つ被エツチング試料
形状に合わせてあらかじめその表面が加工された
補助板部分、該補助板部分及び補助板上に設置さ
れる被エツチング試料の側面を覆うように配置さ
れ且つイオンエツチング速度の遅い材質で構成さ
れたカバー部分とからなることを特徴とするイオ
ンエツチング装置。 2 イオンエツチング速度の遅い材質はチタンま
たはモリブデンである特許請求の範囲第1項記載
のイオンエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125577A JPS53106576A (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | Ion etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125577A JPS53106576A (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | Ion etching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53106576A JPS53106576A (en) | 1978-09-16 |
| JPS6136376B2 true JPS6136376B2 (ja) | 1986-08-18 |
Family
ID=12049964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2125577A Granted JPS53106576A (en) | 1977-02-28 | 1977-02-28 | Ion etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53106576A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137225A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Anelva Corp | 基板着脱機構 |
| JPS62147340U (ja) * | 1987-02-10 | 1987-09-17 | ||
| JP2555093B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1996-11-20 | 株式会社日立製作所 | ウエハの固定装置 |
-
1977
- 1977-02-28 JP JP2125577A patent/JPS53106576A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53106576A (en) | 1978-09-16 |
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