JP2976314B2 - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置

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JP2976314B2
JP2976314B2 JP3173098A JP17309891A JP2976314B2 JP 2976314 B2 JP2976314 B2 JP 2976314B2 JP 3173098 A JP3173098 A JP 3173098A JP 17309891 A JP17309891 A JP 17309891A JP 2976314 B2 JP2976314 B2 JP 2976314B2
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chamber
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vacuum
vacuum processing
atmosphere
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輝夫 岩田
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Tokyo Electron Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空処理装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハに対してイオン注入などの
真空処理を行う場合、広い真空処理室内に大気が混入す
ると、再び高真空状態とするのに長い時間を要すること
から、通常ロードロック室を介して真空処理室と外部
(大気圧雰囲気)との間でウエハの搬入、搬出を行って
いる。このロードロック室では、真空室内にウエハを搬
入するときには、ロードロック室内の圧力を大気圧にし
てウエハを取り込み、その後真空引きして真空室側を開
放し、外部にウエハを搬出するときには、ロードロック
室内を大気圧に戻してから大気側を開放している。
【0003】ここでロードロック室内に大気が侵入する
と、大気中の成分特に水分が器壁に吸着し、このため減
圧時に水分などの吸着成分が器壁から脱離するので所定
の真空度まで真空排気するのに長い時間がかかる。
【0004】こうしたことから従来ではロードロック室
を開放する際にロードロック室を窒素ガスなどにより不
活性ガス雰囲気にし、かつ大気側よりも陽圧にして、ロ
ードロック室から大気側に向かって窒素ガスを吹き出す
ようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでロードロック
室に搬入されるウエハの表面には、大気中に含まれる水
分や、熱処理時における残留成分であるハイドロカーボ
ンなどが吸着しており、従ってウエハがロードロック室
に搬入されると、減圧時にウエハの表面からも吸着成分
が脱離する。しかもロードロック室はウエハに応じた大
きさに作られているので、ロードロック室の器壁表面積
に対するウエハの表面積の比率は大きく、従って上述の
ようにロードロック室内への大気の侵入を抑えても、真
空排気の高速化に対してそれ程効果的でないのが実情で
ある。
【0006】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、真空室の真空排気の高速化
を図ることができ、併せて真空処理の環境のクリーン化
をも図ることができる真空処理装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、被処理体が真
空室内に搬入された後、当該真空室内を真空排気する真
空処理装置において、前記真空室内に設けられ、前記被
処理体の周縁部を保持する保持台と、被処理体が真空室
内に搬入された後真空排気が終了する前に、被処理体の
両面の表面の吸着成分を脱離させるためのエネルギ−を
当該被処理体の表面に与える手段と、を備えたことを特
徴とする。
【0008】
【作用】真空室が例えば大気雰囲気に開放されていて、
大気雰囲気から被処理体が真空室内に搬入されたとする
と、真空排気が終了する前、例えば真空室を密閉した直
後に被処理体の両面の表面にプラズマ、光などのエネル
ギーを与える。これにより被処理体の両面の表面に吸着
している水分などが短時間で脱離する。従って本方法に
よる脱離後の真空室内全体(被処理体も含む)からの吸
着成分の脱離量は極端に少なくなるので、所定の真空度
に短時間で達する。
【0009】
【実施例】以下図面により本発明の実施例を説明する
と、第1図において、1は真空室としてのロードロック
室を構成するチャンバであり、例えばウエハに対してイ
オン注入を行うための真空処理室10と外部(大気雰囲
気)との間に介在して設けられ、外部側及び真空処理室
10側に夫々ゲートバルブG1、G2を備えている。
【0010】前記チャンバ1には、ガス導入管2及び排
気管3が接続されており、前記ガス導入管2は、ガス導
入バルブV1を介して、後述するプラズマを発生させる
ための例えば水素ガスの供給源、プラズマ安定のための
例えばヘリウムガスの供給源及びチャンバ1内を外部に
開放したときに不活性ガス雰囲気とするための例えば窒
素ガスの供給源に接続されると共に、前記排気管3は、
真空排気手段例えばターボ分子ポンプ31及びロータリ
ポンプ32に接続されている。排気管3の途中には、バ
ルブV2、V3、V4が接続されており、これらバルブ
V2、V3、V4は真空排気を円滑に行なうため、所定
のシーケンスに従って開閉されるように構成されてい
る。
【0011】更に前記チャンバ1内には、ウエハWの周
縁部を保持するためのリング状のウエハ保持台11が設
置されており、この保持台11の外縁には、例えば円周
を3分割した位置に係止ピン11aが設けられていて、
ウエハWが搬入搬出時に位置ずれして脱落するのを防止
している。前記保持台11は、絶縁体であるフィードス
ルー12を介してチャンバ1の底面に支持された支柱1
3の上端に固定されている。
【0012】ここで前記チャンバ1自体はこの例では一
方の電極を構成すると共に、前記保持台11及び支柱1
3が他方の電極を構成しており、これら電極間にプラズ
マ発生用の電源部が接続される。この電源部としては、
図1に実線で示すように例えば正極をチャンバ1及びア
ースに、負極を支柱13に夫々接続した直流電源41を
用いてもよいし、あるいは図1に点線で示した高周波電
源42及びマッチングネットワーク43を用いてもよ
い。
【0013】次に上述実施例の作用について説明する。
今未処理のウエハがチャンバ1内からゲートバルブG2
を介して真空処理室10内に搬入され、ゲートバルブG
2が閉じられて、大気側から次のウエハをチャンバ1内
に搬入しようとしているとする。先ず導入バルブV1を
開いて図示しない窒素ガスの供給源からガス導入管2を
介してチャンバ1内に窒素ガスを導入し、チャンバ1内
を大気圧に戻した後ゲートバルブG1を開くと共に、大
気圧よりも陽圧の窒素ガス雰囲気にしてチャンバ1内へ
の大気の侵入を抑えておく。
【0014】次いで外部から図示しない搬送機構により
未処理のウエハWをチャンバ1内に搬入して保持台11
上に載置し、ゲートバルブG1及びガス導入バルブV1
を閉じた後、前記ポンプ31、32とバルブV2、V
3、V4を使ってチャンバ1内を真空排気する。そして
チャンバ1内の圧力が例えば10−3〜10−6Tor
rに達した後ガス導入バルブV1を開いて図示しない水
素ガスの供給源及びヘリウムガスの供給源から夫々水素
ガス及びヘリウムガスを、例えば夫々10〜500SC
CMの流量でチャンバ1内に導入し、チャンバ1内の気
圧が数百ミリTorrとなるように圧力制御しながら電
極間即ちチャンバ1の壁部と、ウエハ保持台11及び支
柱13との間に直流電源9により例えば100〜100
0Vの直流電圧を印加する。この場合図1に示した高周
波電源42から高周波電力を印加するようにしてもよ
い。この結果ウエハWの両面側にプラズマが発生し、こ
のプラズマによってウエハWが放電洗浄され、ウエハW
の表面(両面)に吸着している水分やハイドロカーボン
などが脱離する。 このような放電洗浄を例えば10〜
300秒間行った後ガス導入バルブV1を閉じ、所定の
真空度に達した後真空処理室10側のゲートバルブG2
を開いて、図示しない搬送機構により保持台11上のウ
エハを真空処理室10内に搬送し、このような操作を順
次繰り返して大気側のウエハをチャンバ1(ロードロッ
ク室)を介して真空処理室10内に搬送する。
【0015】以上のような実施例によれば、プラズマの
エネルギーはウエハ表面における水分などの吸着エネル
ギーよりも大きいため、プラズマの放電洗浄によりウエ
ハ表面の吸着成分が脱離して排気管3から排気されるた
め、真空排気時におけるチャンバ1内からの吸着成分の
脱離量が少なくなり、従ってチャンバ1の真空排気に要
する時間が短かくなる。そして放電洗浄は非常に短い時
間で済むから、この分を見込んでもチャンバ1内を密閉
してから所定の真空度が得られるまでの時間は可成り短
縮できる。そしてロードロック室にてウエハの表面の吸
着成分の脱離を行えば、ウエハが真空処理室内に搬入さ
れたときに、ウエハからの吸着成分の蒸発量は極めて少
ないから、真空処理室内の環境を高純度に維持できる。
【0016】ここで本発明ではチャンバ1内を密閉して
放電洗浄を行ってもよいが、脱離した成分の一部がウエ
ハWの表面に再付着するおそれがあるため、実施例のよ
うにチャンバ1内に気体を通流させながら行うことが望
ましく、またチャンバ1内に導入する気体については、
チャンバ1の器壁(内壁)に水分が吸着するのを防止す
るため、例えば水分の含有量がppbオーダ程度にまで
除去された乾燥気体を導入することが好ましい。
【0017】以上において本発明では、ウエハの表面に
対して吸着成分の脱離の活性化エネルギー以上のエネル
ギーを与えればよいが、そのための手段としては、上述
のようにヘリウムや水素ガスの供給源及び電源部などか
らなるプラズマ発生手段に限定されるものではなく、例
えば紫外線やレーザ光をウエハの表面に照射する手段で
あってもよい。
【0018】具体的には、例えば図2に示すようにチャ
ンバ1の上面及び下面を夫々光透過窓51、52により
構成すると共に、これらに対向して紫外線ランプ53、
54を配置し、例えば大気側のゲートバルブG1を閉じ
た直後にこの紫外線ランプ53、54から光透過窓5
1、52を通してチャンバ1内のウエハWの両面に紫外
線を照射し、そのエネルギーによってウエハ表面の吸着
成分を脱離するようにしてもよい。
【0019】また図3に示すようにチャンバ1の上下両
面をレーザ光透過窓61、62により構成すると共に、
レーザ光源6よりのレーザ光路をハーフミラーM1及び
反射ミラーM2によりチャンバ1の上下両側に分岐し、
これら分岐光路上に夫々配置された反射ミラーM3、M
4を図示しない駆動部により回動させて、入射角を変え
ることによりウエハ表面全体に亘ってレーザ光を照射す
るようにしてもよい。なお図2、図3では、ガス導入管
は図示を省略してある。
【0020】そしてウエハに対して吸着成分の脱離に必
要なエネルギーを与える手段としては、上述のものに限
定されるものではないが、温度が上昇すると吸着成分の
蒸気圧が高くなり、その分チャンバ1内の気体成分量が
多くなってしまうので、温度上昇を伴わないものが好ま
しい。
【0021】更に本発明では、枚葉式の装置に限定され
るものではなく、ロードロック室内に多数枚のウエハを
一括して搬入するシステムに適用してもよく、この場合
にはウエハの表面の吸着成分量はウエハの枚数に応じた
量になるので、これを脱離させることは非常に効果的で
ある。
【0022】なお、本発明は、ロードロック室内にて被
処理体の表面の吸着成分を脱離することに限定されるも
のではなく、真空処理室がウエハの搬出入の度に真空排
気される場合には、当該真空処理室にて吸着成分の脱離
を行うようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば被処理体が
真空室に搬入された後被処理体の表面にプラズマや光な
どのエネルギーを与えて当該被処理体の表面の吸着成分
を脱離させるようにしているため、脱離後の真空室内全
体(被処理体も含む)の吸着成分の脱離量が極端に少な
くなり、この結果所定の真空度に短時間で達する。更に
所定の真空度に達した後も被処理体の表面からの吸着成
分の脱離量が少ないことから真空処理雰囲気内の環境を
高純度に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す説明図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す説明図である。
【図3】本発明の更に他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 チャンバ 2 ガス導入管 3 排気管 41 直流電源 42 高周波電源 53、54 紫外線ランプ 6 レーザ光源 31 ターボ分子ポンプ 32 ロータリーポンプ 12 フィードスルー 13 支柱 11 ウエハ支持台 11a 係止ピン 10 真空処理室 51 光透過窓 52 光透過窓 61 光透過窓 62 光透過窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 3/00 - 3/08 H01L 21/205 H01L 21/265 H01L 21/285 H01L 21/302 H01L 21/31 H01L 21/68

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体が真空室内に搬入された後、当
    該真空室内を真空排気する真空処理装置において、前記真空室内に設けられ、前記被処理体の周縁部を保持
    する保持台と、 被処理体が真空室内に搬入された後真空排気が終了する
    前に、被処理体の両面の表面の吸着成分を脱離させるた
    めのエネルギ−を当該被処理体の表面に与える手段と、
    を備えたことを特徴とする真空処理装置。
JP3173098A 1991-06-17 1991-06-17 真空処理装置 Expired - Lifetime JP2976314B2 (ja)

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JPH04371225A JPH04371225A (ja) 1992-12-24
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