JP2000216092A - Degassing process system in manufacturing semiconductor device - Google Patents

Degassing process system in manufacturing semiconductor device

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JP2000216092A
JP2000216092A JP11012896A JP1289699A JP2000216092A JP 2000216092 A JP2000216092 A JP 2000216092A JP 11012896 A JP11012896 A JP 11012896A JP 1289699 A JP1289699 A JP 1289699A JP 2000216092 A JP2000216092 A JP 2000216092A
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JP
Japan
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wafer
degassing
gas
temperature
exhaust device
Prior art date
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Pending
Application number
JP11012896A
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Japanese (ja)
Inventor
Kuniko Kikuta
邦子 菊田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a degassing process system having a good efficiency. SOLUTION: The degassing process system comprises a holder for holding a wafer 5 at a high temp. in a wafer dehydrating chamber 6 and an exhaust device 2 for degassing the wafer 5 heated at the high temp. A cryo-panel is provided between the wafer dehydrating chamber 6 and the exhaust device 2, a reductive, dehydrative or rare gas or a mixed gas thereof is inserted at a specified pressure in this chamber 6, and the wafer 5 heated at a high temp. is efficiently degassed.

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、半導体装置の製造
におけるウエハ脱水処理の際の脱ガス処理方式に関し、
特に、効率の良い脱ガス処理方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a degassing method for dehydrating a wafer in the manufacture of semiconductor devices.
In particular, it relates to an efficient degassing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の脱ガス処理方式は、希ガスのみを
使用し、10-3Torr以下の真空度で長時間脱ガス処
理を行っていた。
2. Description of the Related Art In a conventional degassing system, only a rare gas is used, and degassing is performed for a long time at a vacuum of 10 -3 Torr or less.

【0003】図2は、従来の脱ガス方式の構成を示す概
略図である。この方式は、層間膜を有するウエハ5はロ
ードロックを経て、前処理室に送られる。このとき前処
理室は容量の小さいゲートバルブを有するチャンバー構
成になっているウエハ脱水処理チャンバ6である。この
チャンバー6は、基板温度を500℃程度まで高温にで
きるホルダーと、排気装置としてのクライオポンプ12
とを有している。ホルダー周りのシールド3は、コンダ
クタンスを大きくし、排気特性を良くしてある。また、
チャンバー6に注入されるガスは、上述したように、希
ガスのみを使用し、真空度も10-3Torr以下であっ
た。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a conventional degassing system. In this method, a wafer 5 having an interlayer film is sent to a pre-processing chamber via a load lock. At this time, the preprocessing chamber is a wafer dehydration processing chamber 6 having a chamber configuration having a gate valve with a small capacity. The chamber 6 includes a holder capable of raising the substrate temperature to about 500 ° C. and a cryopump 12 as an exhaust device.
And The shield 3 around the holder increases conductance and improves exhaust characteristics. Also,
As described above, only rare gas was used as the gas to be injected into the chamber 6, and the degree of vacuum was 10 −3 Torr or less.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
真空中で脱ガスを行うと、ガス分子が拡散により排気さ
れるため、一旦離脱した水分子などがウエハや装置壁に
再付着し、脱ガスが有効に行えない。そのため脱ガスを
十分に行うためには長時間のアニールが必要になる。従
って、脱ガスに時間がかかるという問題があった。
In the above-mentioned conventional example,
When degassing is performed in a vacuum, gas molecules are exhausted by diffusion, so that water molecules and the like that have once desorbed adhere to the wafer or the apparatus wall, and degassing cannot be performed effectively. Therefore, long-time annealing is required to perform sufficient degassing. Therefore, there is a problem that it takes time to degas.

【0005】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、効率の良い脱ガスを行う脱ガス処理方式を
提供することにある。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to provide a degassing system for performing efficient degassing in order to solve the above problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の脱ガス処理方式は、半導体装置の製造に用
いるウエハ脱水処理チャンバ内で、ウエハ温度を高温に
するホルダーと、温度を上げたウエハから脱ガスを行う
排気装置とを備えた脱ガス処理方式において、ウエハ脱
水処理チャンバと排気装置との間に、低温のクライオパ
ネルを備え、還元性または脱水性または希ガスまたはこ
れらの混合ガスをウエハ脱水処理チャンバに所定の圧力
で挿入し、温度を上げたウエハから効率的に脱ガスを行
うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a degassing method according to the present invention comprises a holder for increasing a wafer temperature in a wafer dehydration processing chamber used for manufacturing a semiconductor device; In a degassing method including an exhaust device that performs degassing from the raised wafer, a low-temperature cryopanel is provided between the wafer dehydrating chamber and the exhaust device, and a reducing or dehydrating or rare gas or a rare gas or the like is provided. The method is characterized in that a mixed gas is inserted into a wafer dehydration processing chamber at a predetermined pressure, and degassing is efficiently performed from a wafer whose temperature has been raised.

【0007】また、クライオパネルの温度は、約70K
であるのが好ましい。
[0007] The temperature of the cryopanel is about 70K.
It is preferred that

【0008】さらに、所定の圧力は、10-3Torr〜
10-1Torrであるのが好ましい。
Further, the predetermined pressure is from 10 -3 Torr to
It is preferably 10 -1 Torr.

【0009】またさらに、還元性または脱水性またはこ
れらの混合ガスにより脱ガス処理を行った後、引き続き
希ガスにより脱ガス処理を行いガスの置換を行うのが好
ましい。
Further, it is preferable that after performing degassing with a reducing or dehydrating property or a mixed gas thereof, degassing is performed with a rare gas to replace the gas.

【0010】また、ウエハの温度は100℃以上になる
ように設定するのが好ましい。
Preferably, the temperature of the wafer is set to be 100 ° C. or higher.

【0011】さらに、排気装置としてターボポンプを用
い、ターボポンプとクライオパネルとを組み合わせるこ
とにより排気特性をさらに効率化するのが好ましい。
Further, it is preferable to use a turbo pump as an exhaust device and to further improve exhaust characteristics by combining the turbo pump and a cryopanel.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の脱ガス処理方式の実施の
形態の構成を示す概略図である。この図は、本発明の一
実施例として、スパッタ装置における脱ガス前処理方式
を示している。層間膜を有するウエハ5はロードロック
を経て、前処理室に送られる。このとき前処理室は容量
の小さいゲートバルブを有するチャンバー構成になって
いるウエハ脱水処理チャンバ6である。このチャンバー
6は、基板温度を500℃程度まで高温にできるホルダ
ーと、排気装置としてのターボポンプ2と、ターボポン
プ2の入り口に配置されたクライオパネル1とを有して
いる。クライオパネル1の温度は、70K程度に保って
おく。ホルダー周りのシールド3は、コンダクタンスを
大きくし、排気特性を良くしてある。また、チャンバー
6に注入されるガスは、還元性ガス,脱水性ガス,希ガ
スまたはそれらの混合ガスを導入できるようになってい
る。いま、基板温度を300℃に設定し、ドライ塩素を
2%含有するArガスを、ガス圧が約20mTorrに
なるようにチャンバー6に流入する。基板上に吸着して
いた水分および膜中の水分は、基板温度と脱水作用のあ
る塩素を微量に含むガスを流すことにより、効率よく排
除される。チャンバー6中に脱離した水分はターボポン
プ2に入る前に、クライオパネル1に吸着されるため
に、ターボポンプ2の微量なガスの戻りが生じることは
ない。クライオパネル1は70Kに保たれているため、
水分,塩素の水和物のみ吸着し、沸点の低い希ガスであ
るArは吸着されないので、水分の排除効率は効果的に
なる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the degassing system of the present invention. This figure shows a degassing pretreatment system in a sputtering apparatus as one embodiment of the present invention. The wafer 5 having an interlayer film is sent to a pre-processing chamber via a load lock. At this time, the pre-processing chamber is a wafer dehydration processing chamber 6 having a chamber configuration having a gate valve with a small capacity. The chamber 6 has a holder capable of raising the substrate temperature to about 500 ° C., a turbo pump 2 as an exhaust device, and a cryopanel 1 arranged at an inlet of the turbo pump 2. The temperature of the cryopanel 1 is kept at about 70K. The shield 3 around the holder increases conductance and improves exhaust characteristics. The gas injected into the chamber 6 can be a reducing gas, a dehydrating gas, a rare gas, or a mixed gas thereof. Now, the substrate temperature is set to 300 ° C., and Ar gas containing 2% of dry chlorine flows into the chamber 6 so that the gas pressure becomes about 20 mTorr. Moisture adsorbed on the substrate and moisture in the film are efficiently removed by flowing a gas containing a trace amount of chlorine having a substrate temperature and a dehydrating effect. The moisture desorbed into the chamber 6 is adsorbed by the cryopanel 1 before entering the turbo pump 2, so that a small amount of gas from the turbo pump 2 does not return. Because the cryopanel 1 is kept at 70K,
Since only the hydrates of water and chlorine are adsorbed and Ar, which is a rare gas having a low boiling point, is not adsorbed, the efficiency of removing water becomes effective.

【0014】次に、図1を参照して、本発明の実施の形
態の動作について詳細に説明する。還元性ガスまたは脱
水性ガス、または希ガス、またはこれらの混合ガスを数
十mTorrの通常より高いガス圧で流し、ターボポン
プ2により排気能力を上げることにより、ウエハ5から
の脱ガスを短時間で容易にする。このとき、ウエハ5の
温度は少なくとも100℃以上になっているため、水分
の蒸発を容易にし、かつ、ターボポンプ2の入り口にク
ライオパネル1を設けているため、脱離した水分や、還
元性ガスと水分とが反応した水和物等を吸着することに
より、これらが逆流し、再付着することなく効果的に脱
ガス作業を行える。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. A reducing gas, a dehydrating gas, or a rare gas, or a mixed gas thereof is caused to flow at a gas pressure higher than normal of several tens of mTorr, and the evacuation capacity is increased by the turbo pump 2. To make it easier. At this time, since the temperature of the wafer 5 is at least 100 ° C. or more, the evaporation of moisture is facilitated. Further, since the cryopanel 1 is provided at the entrance of the turbo pump 2, the desorbed moisture and reducing By adsorbing the hydrate or the like in which the gas and the water have reacted, the gas flows back and can be degassed effectively without re-adhering.

【0015】上述したように、本発明では、スパッタ装
置における前処理チャンバにおいては、ステージ上のウ
エハ温度が100℃以上、プロセス温度+25℃以下に
なるようにステージ温度を設定したステージにウエハ5
を挿入し、還元性または脱水性または希ガスまたはこれ
らの混合ガスを、10-3Torr以上10-1Torr以
下のガス圧で挿入し、ウエハ5の加熱を行うことによ
り、ウエハ5上や酸化膜中の脱ガスを効率的に行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, in the pretreatment chamber in the sputtering apparatus, the wafer 5 is set on the stage whose stage temperature is set so that the wafer temperature on the stage is 100 ° C. or more and the process temperature + 25 ° C. or less.
Is inserted at a gas pressure of 10 -3 Torr or more and 10 -1 Torr or less, and the wafer 5 is heated to oxidize the wafer 5. Degassing in the film can be performed efficiently.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
挿入されるガスが還元性,脱水性であり、ガス圧が通常
より高いため、離脱したガスが排気されやすく、ホール
などの底の酸化物が還元されやすい。従って、長時間脱
ガスを効果的に行うことにより脱ガス時間を短縮でき、
ホール底の酸化物除去も行われ易くなり、ビアホールな
どの歩留まりが向上するという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Since the gas to be inserted is reducing and dehydrating, and the gas pressure is higher than usual, the separated gas is easily exhausted, and oxides at the bottom such as holes are easily reduced. Therefore, degassing time can be reduced by effectively performing degassing for a long time,
The oxide at the bottom of the hole can be easily removed, and the yield of via holes and the like is improved.

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

【図1】本発明の実施の形態の構成を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】従来例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クライオパネル 2 排気装置(ターボポンプ) 3 シールド 4 ガス導入口 5 ウエハ 6 チャンバ 12 排気装置(クライオポンプ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cryopanel 2 Exhaust device (turbo pump) 3 Shield 4 Gas inlet 5 Wafer 6 Chamber 12 Exhaust device (cryopump)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体装置の製造に用いるウエハ脱水処理
チャンバ内で、ウエハ温度を高温にするホルダーと、温
度を上げたウエハから脱ガスを行う排気装置とを備えた
脱ガス処理方式において、 前記ウエハ脱水処理チャンバと前記排気装置との間に、
低温のクライオパネルを備え、還元性または脱水性また
は希ガスまたはこれらの混合ガスを前記ウエハ脱水処理
チャンバに所定の圧力で挿入し、温度を上げたウエハか
ら効率的に脱ガスを行うことを特徴とする脱ガス処理方
式。
1. A degassing method comprising a holder for raising the temperature of a wafer in a wafer dehydration processing chamber used for manufacturing a semiconductor device, and an exhaust device for degassing from the wafer with an increased temperature. Between the wafer dehydration processing chamber and the exhaust device,
A low-temperature cryopanel is provided, and a reducing or dehydrating or rare gas or a mixed gas thereof is inserted into the wafer dehydration processing chamber at a predetermined pressure, and degassing is efficiently performed from a wafer whose temperature has been raised. Degassing method.
【請求項2】前記クライオパネルの温度は、約70Kで
あることを特徴とする、請求項1記載の脱ガス処理方
式。
2. The degassing method according to claim 1, wherein the temperature of the cryopanel is about 70K.
【請求項3】前記所定の圧力は、10-3Torr〜10
-1Torrであることを特徴とする、請求項1または2
に記載の脱ガス処理方式。
3. The method according to claim 1, wherein the predetermined pressure is 10 -3 Torr to 10 Torr.
-1 Torr.
Degassing method described in 1.
【請求項4】前記還元性または脱水性またはこれらの混
合ガスにより脱ガス処理を行った後、引き続き希ガスに
より脱ガス処理を行いガスの置換を行うことを特徴とす
る、請求項1〜3のいずれかに記載の脱ガス処理方式。
4. The method according to claim 1, wherein after performing degassing with said reducing or dehydrating or mixed gas thereof, degassing is performed with a rare gas to replace the gas. The degassing method according to any one of the above.
【請求項5】前記ウエハの温度は100℃以上になるよ
うに設定することを特徴とする、請求項1〜4のいずれ
かに記載の脱ガス処理方式。
5. The degassing method according to claim 1, wherein the temperature of the wafer is set to be 100 ° C. or higher.
【請求項6】前記排気装置としてターボポンプを用い、
前記ターボポンプと前記クライオパネルとを組み合わせ
ることにより排気特性をさらに効率化したことを特徴と
する、請求項1〜5のいずれかに記載の脱ガス処理方
式。
6. A turbo pump is used as said exhaust device,
The degassing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the exhaust characteristics are further improved by combining the turbo pump and the cryopanel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10870913B2 (en) 2016-03-14 2020-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Processing device, sputtering device, and collimator

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