JP4707139B2 - 減圧処理装置及び減圧処理方法 - Google Patents
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減圧雰囲気を保持し被処理物を処理するための処理空間と、前記被処理物を前記処理空間に搬入搬出する搬入搬出口と、を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた前記被処理物を載置する載置手段と、
前記処理容器に接続され前記処理容器内を排気する排気手段と、
前記処理空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する処理ガスあるいは活性種供給手段と、
前記載置手段と前記処理容器の内壁との間に設けられ第1の位置と第2の位置との間を移動可能な遮蔽体と、
前記遮蔽体を移動するための遮蔽体移動手段と、
前記搬入搬出口に設けられた扉と、
を備え、
前記遮蔽体は、筒状の遮蔽体側面部と、中央に孔部を有した板状の遮蔽体底部と、からなり、
前記遮蔽体側面部は、前記処理容器の内壁に近接するように設けられ、
前記遮蔽体底部の外周部端面は前記遮蔽体側面部の下端面付近に固着されており、前記遮蔽体底部の内周部端面は前記被処理物を載置するための手段に近接するように設けられ、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第1の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口を介して前記被処理体を前記処理空間に搬入搬出可能であり、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に前記遮蔽体が介在し、前記遮蔽体側面部の上部端面と前記処理容器の天井部分とは接触せず、かつ、近接しており、前記遮蔽体底部の上面は前記被処理物を載置するための手段の上面位置と同一、あるいは、それより低い位置にあることで、前記遮蔽体により前記処理空間が分離されることを特徴とする減圧処理装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、
減圧雰囲気を保持し被処理物を処理するための処理空間と、前記被処理物を前記処理空間に搬入搬出する搬入搬出口と、を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた前記被処理物を載置する載置手段と、
前記処理容器に接続され前記処理容器内を排気する排気手段と、
前記処理空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する処理ガスあるいは活性種供給手段と、
前記載置手段と前記処理容器の内壁との間に設けられ第1の位置と第2の位置との間を移動可能な遮蔽体と、
前記遮蔽体を移動するための遮蔽体移動手段と、
前記搬入搬出口に設けられた扉と、
前記扉と前記遮蔽体移動手段の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記遮蔽体は、筒状の遮蔽体側面部と、中央に孔部を有した板状の遮蔽体底部と、からなり、
前記遮蔽体側面部は、前記処理容器の内壁に近接するように設けられ、
前記遮蔽体底部の外周部端面は前記遮蔽体側面部の下端面付近に固着されており、前記遮蔽体底部の内周部端面は前記被処理物を載置するための手段に近接するように設けられ、
前記制御部は、前記遮蔽体移動手段を動作させて前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態で、前記扉を開閉し、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第1の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口を介して前記被処理体を前記処理空間に搬入搬出可能であり、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に前記遮蔽体が介在することで、前記遮蔽体により前記処理空間が分離されることを特徴とする減圧処理装置が提供される。
被処理物を処理容器に設けられた搬入搬出口から前記被処理物を処理するための処理空間に搬入し保持する工程と、
前記処理容器内を減圧する工程と、
前記処理容器内の前記被処理物を処理するための空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する工程と、
前記処理容器内に保持された前記被処理体を処理する工程と、
を備え、
前記搬入搬出口に設けられた扉を開閉する前に、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に筒状の遮蔽体側面部と、板状の遮蔽体底部と、からなる遮蔽体を介在させることで、前記遮蔽体により前記処理空間を分離すること、を特徴とする減圧処理方法が提供される。
図1及び図2は、本発明の具体例にかかるプラズマ処理装置15の要部基本構成を説明するための概念断面図である。
プラズマ処理装置15は、アルミニウムなどの導電性材料で形成され減圧雰囲気を保持可能な処理容器1を備え、処理容器1の天井中央部分には、処理ガスGを導入するための処理ガス導入口2が設けられている。処理ガスGは、図示しない処理ガス供給手段からこれも図示しない処理ガス流量調整手段により流量が調整されつつ処理容器1の内部に供給される。処理ガスGの具体例としては、CF4、NF3、O2などがあるが、これに限られるものではなく、エッチングや薄膜堆積などの処理作業にあわせて適宜選択される。
図3は、プラズマ処理装置15の動作を説明するための工程図である。
(1)まず最初に、遮蔽体昇降手段11により遮蔽体12を上昇端位置まで上昇させる(図1参照)。
(2)ゲート17の扉13を、図示しないゲート開閉機構により開く。この時、扉13やシール部材14に付着したパーティクルや汚染物などが飛散することがあるが、遮蔽体12により処理空間3が分離されるので、これらパーティクルや汚染物が処理空間3に拡散されることがない。
(5)図示しない搬送手段を処理容器1の外に退避させる。
(6)遮蔽体昇降手段11により遮蔽体12を上昇端位置まで上昇させる(図1参照)。
(8)処理空間3を排気する。この時、処理容器1内において、遮蔽体12の両側でそれぞれ排気流の流れが形成される。すなわち、扉13が開くことにより発生したパーティクルなどの汚染物は、遮蔽体12の外側に形成される排気流に乗り、排気口7から処理容器外に排出される。また、遮蔽体12の内側の処理空間3は、遮蔽体12の下方の隙間を介して排気される。遮蔽体12によりプラズマ処理室3が分離されているので、遮蔽体12の外側に存在するパーティクルなどの汚染物がプラズマ処理室3に混入することがない。 この後、エッチングや薄膜堆積などの被処理物Wへの処理作業を開始する。エッチングや薄膜堆積などの処理作業の内容は、公知の技術なのでその詳細な説明は省略する。
そして、本実施形態によれば、エッチングや薄膜堆積に際して生ずるパーティクルや堆積物などがゲート17の各部に付着することを防止できる。すなわち、エッチングや薄膜堆積を実施すると、エッチングにより生ずる副生成物や、堆積ガスの拡散などによって被処理物Wの回りにパーティクルや堆積物が付着する。これに対して、本実施形態によれば、これらのパーティクルや堆積物は、遮蔽体12の内側壁(処理空間3に面した壁面)に付着し、ゲート17にまで達することはない。その結果として、ゲート17のシール部材14の気密性を低下させることがなく、また扉13を開く時にパーティクルなどが飛散することを防止できる。
(10)ゲート17の扉13を図示しないゲート開閉機構により開く。扉13を開くときにパーティクルなどの汚染物が発生することがあるが、遮蔽体12により処理空間3が分離されるので、これらパーティクルや汚染物が処理空間3に拡散されることがない。
(11)遮蔽体12を下降させる(図2参照)。
(12)図示しない搬送手段が搬入搬出口9から処理容器内に入り、図示しない被処理物Wの受け渡し手段により被処理物Wを電極4上から受け取る。
(13)図示しない搬送手段を処理容器1の外に退避させることにより、被処理物Wを搬出する。
(14)次に処理を行う被処理物Wを搬送手段により、搬入搬出口9から処理容器内に搬入する。
(15)搬送手段から被処理物Wの受け渡し手段に被処理物Wを受け渡し、被処理物Wを電極4上に載置する。被処理物Wは電極4に内蔵された静電チャックにより保持される。
(16)搬送手段を処理容器1の外に退避させる。
(17)遮蔽体昇降手段11により遮蔽体12を上昇端位置まで上昇させる(図1参照)。
(18)ゲート17の扉13をゲート開閉機構により閉じる。扉13が閉じたときに発生するパーティクルなどの汚染物は、遮蔽体12により分離された処理空間3には侵入しない。この後、処理空間3を排気し、エッチングや薄膜堆積などの被処理物Wへの処理作業が開始する。処理作業が終わり、処理を連続して行うときは(9)のステップから作業を繰り返す。
図4は、本発明の第二の具体例にかかるプラズマ処理装置の要部基本構成を説明するための概念図である。同図については、図1乃至図3に関して前述したものと同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本具体例では、処理容器の天井の外縁部分にパージガス導入口10を設け、処理容器1の内壁と遮蔽体側面部12aとの間にパージガスPGが流せるようにされている。プラズマ処理装置15の動作は、図3で説明したものと基本的には同じであるが、パージガスPGを積極的に導入することで、より迅速かつ確実にパーティクルなどの汚染物を処理容器外に排出することができる。
(5)図示しない搬送手段により、搬入搬出口9から被処理物Wを処理容器内に搬入する。
(6)搬送手段から受け渡し手段に被処理物Wを受け渡し、被処理物Wを電極4上に載置する。被処理物Wは電極4に内蔵された静電チャックにより保持される。
(7)搬送手段を処理容器1の外に退避させる。
(8)遮蔽体昇降手段11により遮蔽体12を上昇端位置まで上昇させる。上昇端位置まで上昇させたとき、パージガスPGの流量を適宜調整してもよい。
(10)処理空間3を排気する。この時、処理容器1内において、遮蔽体12の両側でそれぞれ排気流の流れが形成される。すなわち、扉13が開くことにより発生したパーティクルなどの汚染物は、遮蔽体12の外側に形成される排気流に乗り、排気口7から処理容器外に排出される。また、遮蔽体12の内側の処理空間3は、遮蔽体12の下方の隙間を介して排気される。遮蔽体12によりプラズマ処理室3が分離されているので、遮蔽体12の外側に存在するパーティクルなどの汚染物がプラズマ処理室3に混入することがない。 この後、エッチングや薄膜堆積などの被処理物Wへの処理作業を開始する。エッチングや薄膜堆積などの処理作業の内容は、公知の技術なのでその詳細な説明は省略する。
この際にも、エッチングや薄膜堆積に際して生ずるパーティクルや堆積物などがゲート17の各部に付着することを防止できる。
(11)エッチングや薄膜堆積などの処理作業が終わると、処理容器内の圧力とゲート17の扉13の外側の圧力がほぼ等しくなるように、パージガスPGを導入する。ここでも、処理容器内の圧力を若干高めにしておいた方が、扉13を開けたときにパーティクルなどの汚染物が侵入してくるのを抑えれるのでより望ましい。
(12)ゲート17の扉13を図示しないゲート開閉機構により開く。パージガスPGを流すことにより、処理容器1の中が陽圧状態となり、扉13を開いた状態で外からのパーティクルや水分、その他各種ガス成分の侵入を抑制できる。また、パージガスPGを流すことにより、処理容器内に気流の流れが形成される。扉13が開く際に飛散したパーティクルなどの汚染物は、この気流の流れに乗り排気口7から処理容器外に排出される。このとき、遮蔽体12により電極4や絶縁リング5が覆われているため、気流の乱れが抑えられ汚染物が速やかに排出される。また、遮蔽体12により処理空間3が分離されるので、汚染物が処理空間3に侵入することがない。
(13)遮蔽体12を下降させる。このとき、パージガスPGの導入を止めて、汚染物の巻き上げを抑えるようにしてもよいが、図示しないパージガス流量調整手段などで汚染物の巻き上げが少なくなるように気流を調整してもよい。
(14)図示しない搬送手段が搬入搬出口9から処理容器内に入り、被処理物Wの受け渡し手段により被処理物Wを電極4上から受け取る。
(15)搬送手段を処理容器1の外に退避させることにより、被処理物Wを搬出する。(16)次に処理を行う被処理物Wを図示しない搬送手段により搬入搬出口9から処理容器内に搬入する。
(17)搬送手段から受け渡し手段に被処理物Wを受け渡し、被処理物Wを電極4上に載置する。被処理物Wは電極4に内蔵された図示しない静電チャックにより保持される。
(18)搬送手段を処理容器1の外に退避させる。
(19)遮蔽体昇降手段11により遮蔽体12を上昇端位置まで上昇させる。上昇端位置まで上昇させたとき、パージガスPGの導入を止めていたり、抑えていた場合は再度導入を開始させてもよい。
(20)ゲート17の扉13を閉じる。扉13が閉じたときに発生するパーティクルなどの汚染物は、遮蔽体12により分離された処理空間3には侵入しない。この後、処理空間3を排気し、エッチングや薄膜堆積などの被処理物Wへの処理作業が開始する。処理作業が終わり、処理を連続して行うときは(11)のステップから作業を繰り返す。
エッチングや薄膜堆積などの処理作業を行うと、被処理物Wとの反応などにより反応生成物が生成される。そして、生成された反応生成物は、遮蔽体12の内壁(処理空間3側の面)に付着し堆積する。堆積量が一定量を越えると反応生成物が剥がれ落ちパーティクルなどの汚染物となる。このとき、遮蔽体12の温度が高いほど反応生成物が堆積しやすい傾向がある。これに対して、被処理物Wの処理作業中にパージガスPGを流し続け、遮蔽体12を冷却するようにすれば反応生成物の堆積量を抑えることができ、パーティクルなどの汚染物の量を抑えることができる。また、遮蔽体12により処理空間3が分離されているので、処理容器1の内壁面や扉13の内側に堆積していた反応生成物が剥がれ落ちても、これらは処理空間3に拡散することなく迅速かつ確実に排出口7から処理容器外に排出することができる。
図6は、本発明の第三の具体例にかかるプラズマ処理装置の要部基本構成を説明するための概念図である。同図についても、図1乃至図5に関して前述したものと同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本具体例では、処理容器1側壁の上部にパージガス導入口10を設け、処理容器1の内壁と遮蔽体側面部12aとの間にパージガスPGが流せるような構成をとっている。また、パージガス導入口10は遮蔽体側面部12aに向けられ、その軸線が水平より下方を向くようになっている。このような構成をとれば、パージガスPGが遮蔽体側面部12aに直接当たるので遮蔽体12への冷却効果をさらに高めることができる。また、軸線が水平より下方を向くようにしているため、下向きの気流を作り出せることに変わりはなく、パーティクルなどの汚染物を迅速かつ確実に処理容器外に排出することができる。なお、パージガス導入口10の位置、数、導入口の寸法なども図6に例示されたものに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
図7は、本発明の第四の具体例にかかるプラズマ処理装置の断面構造を例示する模式図である。
また、図8は、本具体例にかかるプラズマ処理装置を上方から眺めた平面図である。これらの図についても、図1乃至図6に関して前述したものと同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本具体例でも処理容器1側壁の上部にパージガス導入口10を設け、処理容器1の内壁と遮蔽体側面部12aとの間にパージガスPGが流せるような構成をとっていることに変わりはない。ただし、本具体例の場合はさらにパージガス導入口10が遮蔽体側面部12aの外周面の法線方向に向けられているところが異なる。このような構成をとれば、パージガスPGの気流が遮蔽体側面部12aの外周面全体を螺旋状に下降するので遮蔽体12の均一な冷却ができ、反応生成物の堆積量をさらに抑えることができる。また、軸線が水平より下方を向くようにしているため、下向きの気流を作り出せることに変わりはなく、パーティクルなどの汚染物を迅速かつ確実に処理容器外に排出することができる。なお、パージガス導入口10の位置、数、導入口の寸法なども図6に例示されたものに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
図9は、本発明の第五の具体例にかかるケミカルドライエッチング(CDE)装置の要部基本構成を説明するための概念図である。同図についても、図1乃至図6に関して前述したものと同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
前述の具体例では、本発明を平行平板型のプラズマ処理装置に適応した場合を説明したが、本具体例は、本発明をケミカルドライエッチング(CDE)装置に適応した場合を例示したものである。処理容器1にはガス導入管20の一端が接続されており、このガス導入管20の他端には、誘電体(石英やアルミナ等)で形成された放電管21の一端が接続されている。放電管20の内部には放電室22が形成されており、放電管20の他端側には処理ガスGを放電管20に導入するためのガス導入口23が設けられている。放電管20には、その内部にマイクロ波Mを導入するためのマイクロ波導波管19が接続されている。
図10は、本発明の第六の具体例にかかるCVD装置の要部基本構成を説明するための概念図である。本具体例は、本発明をCVD装置に適応した場合を例示したものである。本具体例のCVD装置は、処理容器1の内側に加熱源を備えた内熱式熱CVD装置である。処理容器1内に設置されている載置台18上に被処理物Wが載置され、反応生成物質を含む反応性ガス25が反応性ガス導入口24より導入され、ヒータ26によって反応性ガス25が加熱、励起され、同様にヒータ26によって加熱されている被処理物Wの上に反応生成物質の膜を形成する。遮蔽体12の構造や動作については前述のものと同様であるため省略する。また、本具体例にも図4、図6、図7、図8に示したようなパージガス導入口10を設けパージガスPGを導入することができる。なお、本具体例は、内熱式熱CVD装置の場合で説明しているが、これに限定されるわけではなく、処理容器1の上方外側より加熱する外熱式や内熱式と外熱式を組み合わせた熱CVD装置、プラズマを利用したプラズマCVD装置などにも適応が可能である。
2 処理ガス導入口
3 処理空間
7 排気口
9 搬入搬出口
10 パージガス導入口
11 遮蔽体昇降手段
12 遮蔽体
12a 遮蔽体側面部
12b 遮蔽体底部
12c 遮蔽体脚部
13 扉
14 シール部材
17 ゲート
W 被処理物
G 処理ガス
PG パージガス
Claims (8)
- 減圧雰囲気を保持し被処理物を処理するための処理空間と、前記被処理物を前記処理空間に搬入搬出する搬入搬出口と、を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた前記被処理物を載置する載置手段と、
前記処理容器に接続され前記処理容器内を排気する排気手段と、
前記処理空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する処理ガスあるいは活性種供給手段と、
前記載置手段と前記処理容器の内壁との間に設けられ第1の位置と第2の位置との間を移動可能な遮蔽体と、
前記遮蔽体を移動するための遮蔽体移動手段と、
前記搬入搬出口に設けられた扉と、
を備え、
前記遮蔽体は、筒状の遮蔽体側面部と、中央に孔部を有した板状の遮蔽体底部と、からなり、
前記遮蔽体側面部は、前記処理容器の内壁に近接するように設けられ、
前記遮蔽体底部の外周部端面は前記遮蔽体側面部の下端面付近に固着されており、前記遮蔽体底部の内周部端面は前記被処理物を載置するための手段に近接するように設けられ、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第1の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口を介して前記被処理体を前記処理空間に搬入搬出可能であり、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に前記遮蔽体が介在し、前記遮蔽体側面部の上部端面と前記処理容器の天井部分とは接触せず、かつ、近接しており、前記遮蔽体底部の上面は前記被処理物を載置するための手段の上面位置と同一、あるいは、それより低い位置にあることで、前記遮蔽体により前記処理空間が分離されることを特徴とする減圧処理装置。 - 減圧雰囲気を保持し被処理物を処理するための処理空間と、前記被処理物を前記処理空間に搬入搬出する搬入搬出口と、を有する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた前記被処理物を載置する載置手段と、
前記処理容器に接続され前記処理容器内を排気する排気手段と、
前記処理空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する処理ガスあるいは活性種供給手段と、
前記載置手段と前記処理容器の内壁との間に設けられ第1の位置と第2の位置との間を移動可能な遮蔽体と、
前記遮蔽体を移動するための遮蔽体移動手段と、
前記搬入搬出口に設けられた扉と、
前記扉と前記遮蔽体移動手段の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記遮蔽体は、筒状の遮蔽体側面部と、中央に孔部を有した板状の遮蔽体底部と、からなり、
前記遮蔽体側面部は、前記処理容器の内壁に近接するように設けられ、
前記遮蔽体底部の外周部端面は前記遮蔽体側面部の下端面付近に固着されており、前記遮蔽体底部の内周部端面は前記被処理物を載置するための手段に近接するように設けられ、
前記制御部は、前記遮蔽体移動手段を動作させて前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態で、前記扉を開閉し、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第1の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口を介して前記被処理体を前記処理空間に搬入搬出可能であり、
前記遮蔽体移動手段により前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態においては、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に前記遮蔽体が介在することで、前記遮蔽体により前記処理空間が分離されることを特徴とする減圧処理装置。 - 前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態においては、前記遮蔽体側面部の上部端面と前記処理容器の天井部分とは接触せず、かつ、近接しており、
前記遮蔽体底部の上面は前記被処理物を載置するための手段の上面位置と同一、あるいは、それより低い位置にあることを特徴とする請求項2記載の減圧処理装置。 - 前記遮蔽体を前記第1の位置に移動させた状態においては、前記遮蔽体底部と前記処理容器の底部との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の減圧処理装置。
- 前記処理容器の内壁と前記遮蔽体側面部との間にパージガスを導入するためのパージガス導入口をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4記載の減圧処理装置。
- 前記扉と前記遮蔽体移動手段の動作を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記遮蔽体移動手段を動作させて前記遮蔽体を前記第2の位置に移動させた状態で、前記扉を開閉することを特徴とする請求項1記載の減圧処理装置。 - 被処理物を処理容器に設けられた搬入搬出口から前記被処理物を処理するための処理空間に搬入し保持する工程と、
前記処理容器内を減圧する工程と、
前記処理容器内の前記被処理物を処理するための空間に向けて処理ガスあるいは活性種を供給する工程と、
前記処理容器内に保持された前記被処理体を処理する工程と、
を備え、
前記搬入搬出口に設けられた扉を開閉する前に、前記搬入搬出口と前記処理空間との間に筒状の遮蔽体側面部と、板状の遮蔽体底部と、からなる遮蔽体を介在させることで、前記遮蔽体により前記処理空間を分離すること、を特徴とする減圧処理方法。 - 前記搬入搬出口と前記処理空間との間に前記遮蔽体を介在させた状態において、前記処理容器の内壁と前記遮蔽体との間にパージガスを導入することを特徴とする請求項7記載の減圧処理方法。
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