JP4915957B2 - Moisture removal method and apparatus in vacuum apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、主として半導体製造装置として用いられる真空装置及び真空装置の水分除去方法に関し、特に、プラズマCVD装置の水分除去装置及び除去方法に関する。   The present invention relates to a vacuum apparatus and a water removal method for a vacuum apparatus mainly used as a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a water removal apparatus and a removal method for a plasma CVD apparatus.

従来、真空装置内部の洗浄方法として、放電電極に堆積するパーティクルを簡便に除去するための方法として、絶縁物ウエハを帯電させることにより静電力を用いて負帯電したパーティクルを簡便に除去する方法が公知である(特許文献1参照)。   Conventionally, as a cleaning method inside a vacuum apparatus, as a method for easily removing particles deposited on a discharge electrode, there is a method for easily removing negatively charged particles using electrostatic force by charging an insulating wafer. It is publicly known (see Patent Document 1).

特許文献1中には、パーティクルの大きさが明記されていないがこの文献においてパーティクルは静電力によって除去することが示されていることから、ここでのパーティクルとは帯電しうる大きさを持つ物質であると限定される。   In Patent Document 1, the size of the particle is not specified, but in this document, it is shown that the particle is removed by electrostatic force. Therefore, the particle here is a substance that can be charged. It is limited to.

一般に、このような真空中において物質への帯電は、その物質の大きさがサブミクロンからミクロンにおいてはじめて発生することから、特許文献1記載の発明によって除去し得るパーティクルは、少なくともサブミクロンよりも大きいサイズのものに限られる。   In general, since charging of a substance in such a vacuum occurs only when the size of the substance is from submicron to micron, particles that can be removed by the invention described in Patent Document 1 are at least larger than submicron. Limited to size.

一方、高周波プラズマを用いたドライクリーニングによる真空装置内部の洗浄法も公知である(特許文献2参照)。
特開平6−173041公報 特開平5−315098公報
On the other hand, a method for cleaning the inside of a vacuum apparatus by dry cleaning using high-frequency plasma is also known (see Patent Document 2).
JP-A-6-173041 JP-A-5-315098

上記特許文献1記載の発明においては、サブミクロンよりも大きなサイズをもつ物質しか除去できない。また、特許文献2記載の発明においては、ドライクリーニングを行った場合にどのような物質が除去されるかについては明確ではない。   In the invention described in Patent Document 1, only a substance having a size larger than submicron can be removed. Moreover, in the invention described in Patent Document 2, it is not clear what substances are removed when dry cleaning is performed.

以上いずれの従来技術においても、真空装置中にオングストロームオーダーのサイズである気体分子として存在する不純物(以後「分子不純物」と言う)の除去については、開示も示唆もされていない。   In any of the above prior arts, there is no disclosure or suggestion about the removal of impurities (hereinafter referred to as “molecular impurities”) present as gas molecules having a size of angstrom order in the vacuum apparatus.

ところで、プラズマCVD装置等における真空装置において、装置内に水分が存在すると、そこで製造される半導体製品等の品質に悪影響を及ぼすが、真空装置中の水成分を除去は、通常、困難である。上記特許文献1、2に示す従来技術においても、真空装置中の水成分を除去する点については、開示も示唆もされていない。   By the way, in a vacuum apparatus in a plasma CVD apparatus or the like, if moisture exists in the apparatus, it adversely affects the quality of a semiconductor product or the like manufactured there, but it is usually difficult to remove the water component in the vacuum apparatus. Also in the prior arts shown in the above Patent Documents 1 and 2, there is no disclosure or suggestion about the point of removing the water component in the vacuum apparatus.

本発明は、以上のような従来の技術的状況にかんがみ、通常困難であるとされている真空装置中の水成分を除去する手段及び方法を実現し、真空装置中の清浄度およびベース真空度を格段に向上させる手段、方法を実現することを課題とする。   The present invention realizes a means and a method for removing water components in a vacuum apparatus, which are usually considered difficult in view of the above-described conventional technical situation, and the cleanliness and base vacuum degree in the vacuum apparatus. It is an object of the present invention to realize means and methods for significantly improving the above.

本発明は上記課題を解決するために、放電を生成しうる電極と加熱装置とを有することを特徴とする真空装置を提供する。例えば本発明は、開閉可能な真空容器と、該真空容器内に設けられたプラズマ発生装置と、排気装置を備えた真空装置であって、前記プラズマ発生装置は、アノード電極と、電力投入電極と、アノード電極と電力投入電極間に高周波電圧を印加する高周波電源と、アノード電極を加熱する加熱装置とを備えており、前記加熱装置は、前記アノード電極を加熱することにより、前記真空容器内の水成分を抽出し、前記排気装置により真空容器外に除去可能とすることを特徴とする真空装置を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vacuum apparatus having an electrode capable of generating discharge and a heating device. For example, the present invention relates to a vacuum device comprising an openable / closable vacuum vessel, a plasma generator provided in the vacuum vessel, and an exhaust device, wherein the plasma generator comprises an anode electrode, a power input electrode, A high-frequency power source for applying a high-frequency voltage between the anode electrode and the power input electrode, and a heating device for heating the anode electrode. The heating device heats the anode electrode, thereby There is provided a vacuum device characterized in that a water component can be extracted and removed from the vacuum vessel by the exhaust device.

前記アノード電極の加熱温度は、100℃以上である。   The heating temperature of the anode electrode is 100 ° C. or higher.

前記真空容器は半導体製造のためのプラズマCVD装置として利用するThe vacuum vessel is used as a plasma CVD apparatus for semiconductor fabrication.

本発明は上記課題を解決するために、放電を生成し得るアノード電極と、電力投入電極とからなる電極と加熱装置とを有し、半導体製造のためのプラズマCVD装置として利用される真空装置の水分除去方法であって、
前記加熱装置が、前記アノード電極と電力投入電極間の放電と同時にアノード電極を100℃以上に加熱することにより、前記真空容器内の水成分を抽出し、前記排気装置により真空容器外に除去可能することを特徴とする真空装置の水分除去方法を提供する。
The present invention is to solve the above problems, and an anode electrode that can generate discharge, possess an electrode and a heating device comprising a power input electrode, the vacuum device is used as a plasma CVD apparatus for semiconductor manufacturing A method for removing moisture,
The heating device heats the anode electrode to 100 ° C. or more simultaneously with the discharge between the anode electrode and the power input electrode , thereby extracting the water component in the vacuum vessel and removing it outside the vacuum vessel by the exhaust device The present invention provides a method for removing moisture from a vacuum apparatus.

例えば、本発明は、開閉可能な真空容器と、該真空容器内に設けられたプラズマ発生装置と、排気装置を備えた真空装置の水分除去方法であって、前記プラズマ発生装置は、アノード電極と、電力投入電極と、アノード電極と電力投入電極間に高周波電圧を印加する高周波電源と、アノード電極を加熱する加熱装置とを備えており、前記加熱装置は、前記アノード電極を加熱することにより、前記真空容器内の、特にアノード電極近辺の水成分を抽出し、前記排気装置により真空容器外に除去可能することを特徴とする真空装置の水分除去方法を提供する。   For example, the present invention relates to a moisture removal method for a vacuum apparatus including an openable / closable vacuum container, a plasma generator provided in the vacuum container, and an exhaust device, wherein the plasma generator includes an anode electrode, A power input electrode, a high frequency power source for applying a high frequency voltage between the anode electrode and the power input electrode, and a heating device for heating the anode electrode, wherein the heating device heats the anode electrode, A water removal method for a vacuum apparatus is provided, wherein a water component in the vacuum container, particularly in the vicinity of an anode electrode, is extracted and removed from the vacuum container by the exhaust device.

以上のような構成から成る本発明によれば、次のような効果が生じる。
(1)真空装置内部に放電発生装置に加えて、加熱装置を取り付けたので、放電を発生させると同時に加熱を行うだけで、容易に真空装置内の水成分を除去することができる。
According to the present invention configured as described above, the following effects are produced.
(1) Since the heating device is attached in addition to the discharge generator inside the vacuum device, the water component in the vacuum device can be easily removed simply by heating at the same time as generating the discharge.

(2)本発明は、電極などの放電に必要な装置と加熱装置が既存の真空装置においては、特に追加の設備を設けることなく、極めて簡便に真空装置の清浄度及びベース真空度を改善できる。 (2) The present invention can improve the cleanliness and the base vacuum degree of the vacuum apparatus very easily without providing any additional equipment in the existing vacuum apparatus having an apparatus such as an electrode required for discharging and a heating apparatus. .

(3)放電及び加熱は、構造、方法を選べば、いずれも空間的時間的に選択性があることから、真空装置中の特定の場所を洗浄することもできる。 (3) Since discharge and heating are both spatially and temporally selective if a structure and method are selected, it is possible to clean a specific place in the vacuum apparatus.

本発明に係る真空装置及び真空装置における水分除去方法を実施するための最良の形態を実施例に基づいて図面を参照して、以下に説明する。   The best mode for carrying out the vacuum apparatus and the moisture removing method in the vacuum apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings based on the embodiments.

本発明は、プラズマCVD装置等における真空装置において、放電洗浄を行う際に、さらに真空装置内部を、100℃以上に加熱することによって、通常その除去が困難な水成分を除去し、それによって真空装置の真空清浄度を向上させる装置を提供することを特徴とするものである。   The present invention, when performing discharge cleaning in a vacuum apparatus such as a plasma CVD apparatus, further heats the interior of the vacuum apparatus to 100 ° C. or higher, thereby removing water components that are usually difficult to remove, thereby providing a vacuum. An apparatus for improving the vacuum cleanliness of the apparatus is provided.

従来、上記特許文献2記載の発明に開示されているように、放電を用いることにより真空装置中の不純物を除去することは行われてきた。しかし、放電のみでは十分な清浄度を得ることができなかった。特に、水成分においては装置内壁への吸着力が強いために除去することが困難であった。   Conventionally, as disclosed in the invention described in Patent Document 2, impurities in a vacuum apparatus have been removed by using discharge. However, sufficient cleanliness cannot be obtained only by discharge. In particular, the water component is difficult to remove because of its strong adsorption force to the inner wall of the apparatus.

そこで、本発明者らは、いろいろと研究開発を進めていく過程で、真空装置内部をある温度以上に加熱しながら放電を行うと、これまで困難であった水成分が気相中に放出され、その結果真空装置内のベース真空度が改善される、という知見を見出したのである。この知見は、単純であるかもしれないが、これまで全く知られていないことであり、しかも、下記のように、きわめてやっかい水成分の問題を解決できるという、顕著な作用効果を生じる手段である。   Therefore, in the course of advancing various research and development, the present inventors discharged water components, which had been difficult until now, into the gas phase when discharging inside the vacuum apparatus while heating it above a certain temperature. As a result, they have found that the degree of base vacuum in the vacuum apparatus is improved. This finding may be simple, but not known at all, and is a means of producing significant effects that can solve the very troublesome water component problem, as described below. .

即ち、真空装置内壁に吸着した、または内壁内に浸透している分子不純物は、壁面より放出させるだけでは真空装置内から完全に除去することはできない。なぜならば、一度壁面より放出された分子不純物は、十分なエネルギーが与えられなければその放出された壁面からさらに移動することができず、いずれ元の吸着状態に戻るか再浸透してしまうからである。   That is, the molecular impurities adsorbed on the inner wall of the vacuum device or permeating into the inner wall cannot be completely removed from the vacuum device simply by discharging from the wall surface. This is because molecular impurities once released from the wall cannot move further from the released wall unless sufficient energy is given, and eventually return to the original adsorption state or re-penetrate. is there.

一度放出された分子不純物にさらにエネルギーを与えれば、放出された分子不純物はさらに励起され、さらに気相中へと放出される可能性が増大する。気相中に放出されれば分子不純物は容易に真空排気することによって真空装置から除去することができる。   If more energy is given to the once released molecular impurities, the released molecular impurities are further excited, and the possibility of being released into the gas phase increases. Once released into the gas phase, molecular impurities can be easily removed from the vacuum apparatus by evacuation.

そこで、本発明者らは、放電と、真空装置内部の加熱を同時に行うことにより、放電によって真空装置壁面から放出された分子不純物をさらに気相中に放出させ、真空排気により除去するという手段、方法を発明した。これにより放電だけでは除去されなかった主に水成分を除去することを可能とした。その結果、真空装置のベース真空度を向上させることに成功した。   Therefore, the inventors of the present invention, by simultaneously performing discharge and heating inside the vacuum apparatus, further releases molecular impurities released from the wall surface of the vacuum apparatus by discharge into the gas phase and removes them by vacuum exhaust, Invented the method. This makes it possible to remove mainly water components that were not removed only by discharge. As a result, the base vacuum degree of the vacuum apparatus was successfully improved.

図1に示す装置は、本発明に係る真空装置1の全体構成を説明する図である。この真空装置1は、開閉可能(開閉ドアは図示せず。)な真空容器2内に、プラズマ発生装置が設けられ、真空容器2に対して媒質ガスを導入するガス導入部3と、真空容器2内のガスや水成分等を除去するポンプ4を有する排気装置5を備えている。   The apparatus shown in FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a vacuum apparatus 1 according to the present invention. The vacuum apparatus 1 is provided with a plasma generator in a vacuum container 2 that can be opened and closed (the door is not shown), a gas introduction unit 3 for introducing a medium gas into the vacuum container 2, and a vacuum container 2 is provided with an exhaust device 5 having a pump 4 for removing gas, water components, and the like in 2.

プラズマ発生装置は、アノード電極6(AE。放電接地電極)と、電力投入電極7(PE)と、アノード電極6と電力投入電極7間に高周波電圧を印加する高周波電源8と、を備え、周波数13.56MHzの高周波グロー放電生成が可能な平行平板電極を構成している。そして、アノード電極6には、アノード電極6を加熱する加熱装置を備えている。   The plasma generator includes an anode electrode 6 (AE, discharge ground electrode), a power input electrode 7 (PE), and a high frequency power source 8 that applies a high frequency voltage between the anode electrode 6 and the power input electrode 7. A parallel plate electrode capable of generating a 13.56 MHz high-frequency glow discharge is formed. The anode electrode 6 includes a heating device that heats the anode electrode 6.

加熱装置は、アノード電極6の近辺に設置したヒータ9によって加熱することにより、放電によって脱着された前記真空容器2内の水成分を気中に蒸発させ、排気装置5により真空容器2外に除去することを可能とするものであり、その加熱温度は、100℃以上である。加熱装置のヒーター9としては、本実施例では、アノード電極6に当接して設けた電気ヒータ、例えばシースヒータを用いている。   The heating device is heated by a heater 9 provided in the vicinity of the anode electrode 6 to evaporate the water component in the vacuum vessel 2 desorbed by the discharge into the air, and is removed outside the vacuum vessel 2 by the exhaust device 5. The heating temperature is 100 ° C. or higher. As the heater 9 of the heating device, in this embodiment, an electric heater provided in contact with the anode electrode 6, for example, a sheath heater is used.

ガス導入部3からの媒質ガスの導入条件は、アルゴン30sccm、水素100sccmであり、真空容器2内の全圧は130Paである。   The conditions for introducing the medium gas from the gas introduction unit 3 are 30 sccm of argon and 100 sccm of hydrogen, and the total pressure in the vacuum vessel 2 is 130 Pa.

図2は、以上の条件において材料ガスを真空装置1に導入した時に、この真空装置1の中に存在する気体分子について質量分析を行った結果である。このような測定は、ガス分析と呼ばれるが、この測定は、真空装置1から細管(図示せず)を通じて気相に存在する気体の一部を質量分析器へと導くことによって行われる。   FIG. 2 shows the result of mass spectrometry of gas molecules existing in the vacuum apparatus 1 when the material gas is introduced into the vacuum apparatus 1 under the above conditions. Such measurement is called gas analysis, and this measurement is performed by introducing a part of the gas existing in the gas phase from the vacuum apparatus 1 through a thin tube (not shown) to the mass analyzer.

ここでは、質量分析器として四重極質量分析器を用いた。この質量分析器はサンプリングした気体分子をイオン化し、生成したイオンを電場によって質量毎に分離することによって質量分析を行う機器である。   Here, a quadrupole mass analyzer was used as the mass analyzer. This mass spectrometer is an instrument that performs mass spectrometry by ionizing sampled gas molecules and separating the generated ions for each mass by an electric field.

図2は、水素およびアルゴンを上記の条件で導入した後にガス分析を行った結果である。その横軸に示す質量数を持つ分子の量がそれぞれどれくらい真空装置1内に存在するかを示すものである。なお、この時点では放電は行っていない。   FIG. 2 shows the result of gas analysis after introducing hydrogen and argon under the above conditions. The amount of molecules having the mass number shown on the horizontal axis indicates how much each molecule exists in the vacuum apparatus 1. At this time, no discharge is performed.

図2からわかるように、材料ガスとして意図的に導入した水素(質量数2)及びアルゴン(同40)以外にも、これらに比較すれば極めて少量ではあるが、いくつかの気体分子と考えられる質量ピークが現れている。なお、質量数20のピークはアルゴンの2価イオンによる信号である。図2の結果は、真空装置1の気相中にはいくつかの意図しない気体分子、すなわち分子不純物が存在していることを示している。   As can be seen from FIG. 2, in addition to hydrogen (mass number 2) and argon (40), which are intentionally introduced as material gases, it is considered that there are some gas molecules, although these are very small compared to these. A mass peak appears. The peak of mass number 20 is a signal due to argon divalent ions. The result of FIG. 2 shows that some unintended gas molecules, that is, molecular impurities are present in the gas phase of the vacuum apparatus 1.

これらは、主として真空容器2内壁及び真空装置1の内部に存在する各種部材由来と考えられる。気相中には、媒質ガス及び分子不純物しか存在しないから、これらの分子不純物を除去することにより真空装置1の清浄度及び真空度を改善することができる。   These are considered to originate mainly from various members existing in the inner wall of the vacuum vessel 2 and the inside of the vacuum apparatus 1. Since only the medium gas and molecular impurities are present in the gas phase, the cleanliness and vacuum of the vacuum apparatus 1 can be improved by removing these molecular impurities.

そのためには、先ず真空容器2の内壁面を含む部材から、これらの分子不純物を放出させることが必要である。なぜなら図2で見られた分子不純物は主として真空装容器2の内壁を含む部材から放出されており、それら部材の中に多くの分子不純物が吸着・浸透しているからである。   For this purpose, it is necessary to first release these molecular impurities from the member including the inner wall surface of the vacuum vessel 2. This is because the molecular impurities seen in FIG. 2 are mainly released from the members including the inner wall of the vacuum chamber 2, and many molecular impurities are adsorbed and permeated into these members.

図2のような状況においてさらに放電を開始し、従来の放電洗浄法と本発明の比較を行った結果について図3に示す。   FIG. 3 shows the result of further starting discharge in the situation as shown in FIG. 2 and comparing the conventional discharge cleaning method with the present invention.

図3(a)、(b)は、いずれも横軸に時間をとり、投入電力100Wで放電を開始及び停止させた際に、上述と同様のガス分析を行った結果を、電力投入電極7の対向電極であるアノード電極6(AE)の温度を変えて測定を行ったものである。   3 (a) and 3 (b), the time is taken on the horizontal axis, and when discharge is started and stopped at an input power of 100 W, the results of the same gas analysis as described above are shown as the power input electrode 7. The measurement was carried out by changing the temperature of the anode electrode 6 (AE) which is the opposite electrode.

上述したように水素、アルゴン以外の気体はすべて気相中に存在する分子不純物であるが、これら分子不純物のうち代表的な質量数が18及び28のものについてそれぞれ質量の異なる分子不純物毎に放電に対する時間変化を示してある。ここで質量数18の物質は水であり、質量数28については一酸化炭素と考えられる。   As described above, all gases other than hydrogen and argon are molecular impurities present in the gas phase. Among these molecular impurities, those having typical mass numbers of 18 and 28 are discharged for each molecular impurity having a different mass. The change with time is shown. Here, the substance having a mass number of 18 is water, and the mass number is considered to be carbon monoxide.

図3(a)の、放電付近の温度が室温においては放電を発生させた場合、検出される一酸化炭素といった分子不純物の量が増加し、これらの分子不純物が放出されていることがわかるが、水についてはほぼ変化がない。   In FIG. 3A, when a discharge is generated at a temperature near the discharge, the amount of detected molecular impurities such as carbon monoxide is increased, and these molecular impurities are released. There is almost no change in water.

一方、温度を200℃に上昇させて放電を行った図3(b)の場合には、一酸化炭素に加え、放電による水のピークの増加が観測された。この結果は放電で脱着された水分が加熱によって気相中に放出され、それが質量分析器に取り込まれることによって水分のピークが増加したものと推測される。   On the other hand, in the case of FIG. 3B in which the discharge was performed by raising the temperature to 200 ° C., an increase in the water peak due to the discharge was observed in addition to the carbon monoxide. This result is presumed that the moisture desorbed by the discharge is released into the gas phase by heating, and the moisture peak is increased by taking it into the mass spectrometer.

以上のように、水素、希ガスを用いた放電洗浄において真空容器2の内壁及び真空装置1内のアノード電極6等の部材を加熱すると水成分の放出が加速されたことが質量分析によって確認された。したがって加熱することにより従来除去が困難であった水分の除去が促進されることが示された。   As described above, it was confirmed by mass spectrometry that the discharge of the water component was accelerated when members such as the inner wall of the vacuum vessel 2 and the anode electrode 6 in the vacuum apparatus 1 were heated in discharge cleaning using hydrogen or a rare gas. It was. Therefore, it was shown that the removal of moisture, which has been difficult to remove by heating, is accelerated by heating.

加熱効果の詳細について明らかにするためその他の条件はそのままとし、アノード電極6の設定温度(アノード電極温度)のみを変えて同様の実験を行った結果を図4に示す。なお、放出量は時間変化するため放電中に増加した量の平均値を用いた。アノード電極温度が室温の場合にはほとんど水分の放出が見られないが、アノード電極温度の上昇と共に水分の放出量が増加していることがわかる。   In order to clarify the details of the heating effect, other conditions are left as they are, and the result of performing a similar experiment while changing only the set temperature (anode electrode temperature) of the anode electrode 6 is shown in FIG. In addition, since the discharge amount changes with time, the average value of the amount increased during discharge was used. When the anode electrode temperature is room temperature, almost no moisture is released, but it can be seen that the amount of moisture released increases as the anode electrode temperature rises.

具体的な放電条件については、放電の条件が多岐にわたることからその最適化のための一般則は存在せず、個々の装置によっても異なる。しかしながら、ここに示したような質量分析法を用いながら加熱放電時の水分のピークが最大になるよう各放電条件を調節することによって最適化することができる。   Regarding specific discharge conditions, since there are a wide variety of discharge conditions, there is no general rule for optimization, and the discharge conditions vary depending on individual apparatuses. However, it can be optimized by adjusting each discharge condition so as to maximize the moisture peak during heating discharge while using the mass spectrometry as shown here.

なお、個々の放電条件としては材料ガスの種類、導入流量、真空装置中の気体圧力、投入電力、電極および真空装置1内の空間での電位などがある。   The individual discharge conditions include the type of material gas, the introduction flow rate, the gas pressure in the vacuum device, the input power, the potential in the electrode and the space in the vacuum device 1, and the like.

一方加熱条件については、図4に見られるアノード電極6の温度依存性の結果から推測すると、水分除去のためには少なくとも100℃以上、150℃程度は必要である。必要温度が100℃以上であるという結果は水の沸点が100℃であることと相関しているものと考えられ、この発明における必要温度は100℃以上と限定される。   On the other hand, the heating conditions are estimated from the result of the temperature dependence of the anode electrode 6 shown in FIG. 4, at least 100 ° C. or more and about 150 ° C. are necessary for removing water. The result that the required temperature is 100 ° C. or higher is considered to correlate with the boiling point of water being 100 ° C., and the required temperature in the present invention is limited to 100 ° C. or higher.

上限の温度については、水分の放出の観点からは制限が無いが、実際には真空装置及びその内部の部材が耐えうる温度、最高でもそれらの材料の融点が限界温度となる。例えば真空装置としてよく用いられるステンレスではその限界温度(融点)は1500℃であり、真空装置中の部材として用いられるタングステンなどの貴金属では3500℃、チタンでは1820℃、ジルコニウムでは1750℃、また炭素では3800℃である。   The upper limit temperature is not limited from the viewpoint of moisture release, but in reality, the temperature that can be withstood by the vacuum apparatus and its internal members, and at the highest, the melting point of these materials is the limit temperature. For example, stainless steel often used as a vacuum device has a limit temperature (melting point) of 1500 ° C., 3500 ° C. for noble metals such as tungsten used as a member in the vacuum device, 1820 ° C. for titanium, 1750 ° C. for zirconium, and 1750 ° C. for carbon. 3800 ° C.

さらに、この結果、真空装置1の清浄度・真空度の向上が認められた。図5には真空装置1の清浄度・真空度の指標として上述の質量分析によって得られた水分量を用い、この値の相対値を経過日数に対してプロットしたものである。図5に示すように放出水分量が経過日数と共に減少し、当真空装置1の清浄度・真空度が上昇した。   Furthermore, as a result, the improvement of the cleanliness / vacuum degree of the vacuum apparatus 1 was recognized. In FIG. 5, the moisture content obtained by the above-described mass spectrometry is used as an index of the cleanliness / vacuum degree of the vacuum apparatus 1, and the relative value of this value is plotted against the elapsed days. As shown in FIG. 5, the amount of released water decreased with the elapsed days, and the cleanliness / vacuum degree of the vacuum apparatus 1 increased.

本発明の基本原理は真空装置1中において放電と加熱を同時に行うことである。これら放電と加熱の具体的な構成及び方法については、いずれもこれまでに蓄積された様々な技術・形態を真空装置1の内部の形状、使用形態に応じて使い分けることが可能である。   The basic principle of the present invention is to perform discharging and heating simultaneously in the vacuum apparatus 1. As for the specific configuration and method of these discharges and heating, it is possible to use various techniques and forms accumulated so far depending on the internal shape and use form of the vacuum apparatus 1.

上述したように放電条件は多岐に渡るためここでの高周波放電についても水分除去のための条件最適化の一般則は存在しないため、質量ピークをモニタすることによって最適化するのが適当である。ただし加熱温度については上述したように100℃以上に保つ必要がある。   As described above, since there are a wide variety of discharge conditions, there is no general rule for optimizing the conditions for removing moisture in the high-frequency discharge here, so it is appropriate to optimize by monitoring the mass peak. However, the heating temperature needs to be kept at 100 ° C. or higher as described above.

またこの場合、放電の明部の範囲が放電電極間(AEとPE間)に限られることから、放電による分子不純物の脱着はほぼ放電電極面上に限られるものと推測される。   Further, in this case, since the range of the bright portion of the discharge is limited to between the discharge electrodes (between AE and PE), it is presumed that the desorption of molecular impurities by the discharge is almost limited to the surface of the discharge electrode.

放電の種類としては、以上の形態の他、直流グロー放電、マイクロ波放電、マグネトロン放電、ECR電子サイクルトロン共鳴、表面波励起放電、大気圧放電、熱プラズマ、アークプラズマ、ホローカソード放電等の気体をその媒質とする任意の放電を使用することができる。   As for the type of discharge, in addition to the above forms, gases such as direct current glow discharge, microwave discharge, magnetron discharge, ECR electron cycletron resonance, surface wave excitation discharge, atmospheric pressure discharge, thermal plasma, arc plasma, hollow cathode discharge, etc. Any discharge that uses as a medium can be used.

ここで図3において放電開始直後に水分ピークが急激に上昇していることから水分排出は放電開始直後の過渡的な状態によるものである可能性がある。この過渡的な状態としては、電子温度または電子密度が高い状態が考えられる。なおこの放電開始直後のような過渡的な状態を効率良く利用するためには、短い時間の放電を繰り返し行う高繰り返しパルス放電が効果的である。   Here, in FIG. 3, since the water peak increases rapidly immediately after the start of discharge, the water discharge may be due to a transient state immediately after the start of discharge. As this transient state, a state where the electron temperature or the electron density is high is conceivable. In order to efficiently use a transient state immediately after the start of the discharge, a high repetition pulse discharge in which a short time discharge is repeated is effective.

加熱方法としてはシースヒータ(電気ヒータ)を用いる他、ランプ加熱やレーザー照射といった光を用いる手段も適用可能である。以上のうち、表面波励起放電、大気圧放電、熱プラズマ、アークプラズマの他一部の放電については放電が存在する部位の温度が必然的に高温となるため、追加の加熱装置を設置することなく本発明が実現される。   As a heating method, in addition to using a sheath heater (electric heater), means using light such as lamp heating or laser irradiation can be applied. Of the above, for surface wave excitation discharge, atmospheric pressure discharge, thermal plasma, and some other discharges of arc plasma, the temperature of the part where the discharge exists is inevitably high, so an additional heating device must be installed. The present invention can be realized without.

以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内で、いろいろな実施例があることは言うまでもない。   The best mode for carrying out the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and within the scope of the technical matters described in the claims. Needless to say, there are various embodiments.

本発明に係る真空装置及び真空装置の水分除去方法は、以上のような構成であるから、プラズマCVD装置に使用する手段として最適である。   Since the vacuum apparatus and the water removal method for the vacuum apparatus according to the present invention have the above-described configuration, they are optimal as means for use in a plasma CVD apparatus.

本発明に係る真空装置の全体構成を説明する図である。It is a figure explaining the whole structure of the vacuum device which concerns on this invention. 本発明に係る真空装置において、放電及び加熱前の真空装置内に含有された不純物の質量数に応じて含有量の分布状態を測定した結果を示す図である。In the vacuum apparatus which concerns on this invention, it is a figure which shows the result of having measured the distribution state of content according to the mass number of the impurity contained in the vacuum apparatus before discharge and a heating. 本発明に係る真空装置において、加熱時間による不純物の含有量の変化を示す図であり、(a)は室温で加熱し、(b)は200℃で加熱した場合の測定結果をそれぞれ示している。In the vacuum apparatus which concerns on this invention, it is a figure which shows the change of content of the impurity by heating time, (a) is heating at room temperature, (b) has shown the measurement result at the time of heating at 200 degreeC, respectively. . 本発明に係る真空装置において、アノード電極(接地電極)温度の変化に対する気相への放出水分相対強度の測定結果を示す図である。In the vacuum apparatus which concerns on this invention, it is a figure which shows the measurement result of the discharge | release water relative intensity | strength to the gaseous phase with respect to the change of an anode electrode (ground electrode) temperature. 本発明に係る真空装置において、日数の変化に対する気相への放出水分相対強度の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the discharge | release water relative intensity | strength to the gaseous phase with respect to the change of the days in the vacuum apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 真空装置
2 真空容器
3 ガス導入部
4 ポンプ
5 排気装置
6 アノード電極
7 電力投入電極
8 高周波電源
9 ヒーター(加熱装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum apparatus 2 Vacuum container 3 Gas introduction part 4 Pump 5 Exhaust apparatus 6 Anode electrode 7 Power supply electrode 8 High frequency power supply 9 Heater (heating apparatus)

Claims (2)

放電を生成し得るアノード電極と、電力投入電極とからなる電極と排気装置を有し、半導体製造のためのプラズマCVD装置として利用される真空装置であって、
前記両電極間の放電と同時に、前記アノード電極を100℃以上に加熱する加熱装置を設けることにより、前記真空装置中に生じる水分を排除する機能を有することを特徴とする真空装置。
An anode electrode to produce discharge, have a exhaust device with an electrode composed of a power-on electrode, a vacuum device is used as a plasma CVD apparatus for semiconductor manufacturing,
Wherein simultaneously with the discharge between the electrodes, by providing a heating device for heating the anode electrode than 100 ° C., vacuum apparatus characterized by having a function to exclude moisture that occurs in the vacuum apparatus.
放電を生成し得るアノード電極と、電力投入電極とからなる電極と加熱装置とを有し、半導体製造のためのプラズマCVD装置として利用される真空装置の水分除去方法であって、
前記加熱装置が、前記アノード電極と電力投入電極間の放電と同時にアノード電極を100℃以上に加熱することにより、前記真空容器内の水成分を抽出し、前記排気装置により真空容器外に除去可能することを特徴とする真空装置の水分除去方法。
An anode electrode to produce discharge, possess an electrode and a heating device comprising a power-on electrode, a water removal method of a vacuum device used as a plasma CVD apparatus for semiconductor manufacturing,
The heating device heats the anode electrode to 100 ° C. or more simultaneously with the discharge between the anode electrode and the power input electrode , thereby extracting the water component in the vacuum vessel and removing it outside the vacuum vessel by the exhaust device A method for removing moisture from a vacuum apparatus.
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