JPH06283449A - 真空排気方法及び真空装置 - Google Patents

真空排気方法及び真空装置

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JPH06283449A
JPH06283449A JP9068193A JP9068193A JPH06283449A JP H06283449 A JPH06283449 A JP H06283449A JP 9068193 A JP9068193 A JP 9068193A JP 9068193 A JP9068193 A JP 9068193A JP H06283449 A JPH06283449 A JP H06283449A
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JP
Japan
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vacuum
vacuum chamber
wall
adsorbed
molecules
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JP9068193A
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English (en)
Inventor
Masashi Saito
昌司 斉藤
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空室内を高い真空度まで簡単に真空排気で
きるようにすること。 【構成】 例えば枚葉式のCVD装置の真空室1の上
壁、底壁及び側壁の各々に、例えば圧電材料よりなる基
板の表面に電極を貼着して構成した長尺な帯状の超音波
発振手段4を埋設し、真空排気時に超音波発振手段4を
駆動して真空室1の内壁表面に弾性表面波を伝搬させ、
そのエネルギーによって内壁表面の吸着分子(気体分
子)の脱離を促進させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空排気方法及び真空
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスでは、CVD(Chem
ical vapar deposition )やイオン注入あるいはエッチ
ングなどの種々の真空処理が行われることにより半導体
デバイスが形成されていく。このような真空処理を行う
にあたってはデバイス中への不純物の混入を避けるため
に真空室内を高真空状態にすることが必要である。
【0003】即ち空気中にはH2 OやC02 あるいはC
Oなどの分子が含まれており、例えばCVDを行うとき
にこのような気体分子が分解されて、原料ガス中の薄膜
成分と結合し、OHや炭素化合物として薄膜中に混入し
たり、イオン注入時にイオンビーム中に気体分子の分解
成分が入り込んで薄膜中に打ち込まれたり、あるいはエ
ッチング時に上述の分解成分が下地膜の表面に吸着した
りする。そしてデバイスを構成する薄膜中に本来の薄膜
成分以外の不純物が混入すると所定の電気特性や物理的
特性を得ることができず、例えば抵抗値が高くなった
り、ストレスマイグレーションあるいは耐食性などが劣
ってしまう。
【0004】従って真空処理を行う場合には、予め真空
室内を真空度の高い状態にして清浄雰囲気を保たなけれ
ばならず、例えば10−5Torrまで真空排気するこ
とが要求される。ところでこのような高真空状態では、
大気圧付近の減圧状態と異なり、気体の流れは、分子間
の衝突がほとんどない分子流と呼ばれる状態になる。分
子流では、主に分子が器壁例えば内壁やウエハステージ
に衝突して吸着され、この吸着分子が脱離して再び器壁
に吸着される現象が繰り返されており、真空度を高める
ためには、器壁に吸着された気体分子例えばH2 O、C
2 やCOなどを脱離させて排出させることが必要であ
る。
【0005】このため従来では、真空室を例えば抵抗発
熱線よりなるヒータで巻装すると共に全体を例えばアル
ミニウムホイールで覆い、真空ポンプによる真空引きと
並行して例えば真空室がアルミニウムで作られている場
合には、約150℃で、またステンレス鋼で作られてい
る場合には約250℃でベーキングを行い、その熱エネ
ルギーを、器壁に対する吸着分子の脱離エネルギーとし
て与えて脱離を促進させるようにしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらベーキン
グを行う方法は、ヒータにより真空室を巻装し、更にア
ルミニウムホイルで覆うといった面倒な作業が必要であ
り、真空室全体を例えば温度150℃〜250℃のある
ポイントに維持するように温度コントロールしなければ
ならない。
【0007】また最近では、半導体デバイスの微細化、
高集積化が急速に進みつつあり、デバイス中への不純物
の混入の許容範囲が増々厳しくなっている。このため真
空処理を行うにあたって10−6〜10−7Torr、
更には10−9〜10−10Torrもの超高真空状態
が要求されるが、ベーキングによりこのような超高真空
状態を得るには例えば10時間以上もの長い時間がかか
る。しかも真空室の肉厚が大きいことも加わって昇温及
び降温にも長い時間を要し、真空処理全体に対して真空
引きに要する時間の割合が大きく、スループットの低下
の要因の一つにもなっている。
【0008】そしてまた室温の雰囲気下において肉厚の
大きい真空室を上述のような加熱温度に保温するために
は大きな電力を消費するといった問題もある。
【0009】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、簡単に真空室内を真空度の
高い状態まで真空排気することのできる真空排気方法及
び真空装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、真空
室内を真空排気する方法において、真空排気時に、真空
室の内壁表面に弾性表面波を伝搬させることによって、
内壁表面に吸着している吸着分子を脱離させることを特
徴とする。
【0011】請求項2の発明は、真空室を備えた真空装
置において、真空室の内壁に超音波発振手段を設け、真
空排気時に前記超音波発振手段により真空室の内壁表面
に弾性表面波を伝搬させることによって、内壁表面に吸
着している吸着分子を脱離させることを特徴とする。
【0012】請求項3の発明は、真空室を備えた真空装
置において、真空室の内壁の一部または全部を圧電材料
で構成し、真空排気時に、この圧電材料に電圧を印加し
て発生した弾性表面波により、内壁表面に吸着している
吸着分子を脱離させることを特徴とする。
【0013】
【作用】真空室内を真空排気手段により真空排気してい
くと高真空領域では真空の内壁表面に吸着しているH2
Oなどの吸着分子の量に真空度が大きく左右される。そ
こで例えば真空室の内壁に設けた超音波発振手段を駆動
して、超音波領域の周波数の弾性表面波を内壁表面に伝
搬させると、その弾性表面波のエネルギーにより吸着分
子が内壁表面から脱離する。脱離した分子は、一部が排
気管から排気されるが、排気されないものは再び内壁表
面に吸着する。従って弾性表面波のエネルギーにより真
空室全体では吸着分子の脱離が促進され、速やかに所定
の真空度に達する。
【0014】また本発明では、真空室の内壁の一部また
は全部を圧電材料で構成してもよく、この場合にも圧電
材料にて発生した弾性表面波のエネルギーにより圧電材
料の表面またはそれ以外の部分の表面に吸着している分
子の脱離が促進される。
【0015】
【実施例】以下本発明を枚葉CVD装置に適用した場合
の実施例について説明する。図1において1はアルミニ
ウムやステンレス鋼などからなる真空室であり、この真
空室1の上部には、例えば2本のガス供給管21、22
から送られてきた原料ガスを別々にガス噴射孔23から
真空室1内にシャワー状に供給するように構成されたガ
ス供給部2が配置されている。
【0016】前記真空室1の下部には、前記ガス供給部
2と対向するように例えばアルミニウムからなるウエハ
載置台3が設けられており、このウエハ載置台3内には
半導体ウエハ(以下ウエハという)を所定の温度に加熱
するためのヒータ31が設けられている。前記真空室1
の底面には排気管11が接続され、この排気管11には
ターボポンプ12やドライポンプ13よりなる真空排気
手段14が介装されている。また真空室1の側壁には、
図示しないロードロック室との間を気密にシールするた
めのゲートバルブG1、G2が設けられている。
【0017】そして前記真空室1の内壁例えば上壁、底
壁及び側壁において、図2にも示すように各壁の縁部
に、その縁部の一端から他端に亘って長尺な帯状の超音
波発振手段4(図示の便宜上斜線を入れてある)が配設
されている。この超音発振手段4は、図3に示すように
圧電材料例えば水晶やLiNbO3 などよりなる長尺な
基板41の表面に、櫛歯状の電極42、43を櫛歯部分
が交互に配列されるように貼着して構成されており、電
極42、43の端子42a、43a間に例えば周波数3
0KHzの交流電圧を印加して基板41を振動させて超
音波を発振する。そして真空室1の内壁に、前記基板4
1の大きさに適合する凹部を形成しておき、この凹部に
基板41を嵌合することによって、超音波発振手段4が
真空室1の内壁に埋設される。また図3では端子42
a、43aを模式的に描いているが、端子42a、43
aに接続されるリード線は、例えば真空室1の内壁の中
に配線されて図示しないコネクタを外して真空室1の外
の電源に接続される。
【0018】またこの実施例では、図2に示すように前
記ウエハ載置台3についても同様に圧電材料を用いた超
音波発振手段5が設けられている。この超音波発振手段
5は、例えばウエハ載置台3の中心部に設けられると共
に、周縁部に全周に亘って設けられており、ウエハ載置
台3の表面に沿って半径方向に弾性表面波が伝搬される
ように構成される。
【0019】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずゲートバルブG1、G2を閉じ、真空排気手段14に
より真空室1内を真空排気すると共に、超音波発振手段
4、5を駆動して例えば周波数30KHzの超音波を発
振する。これにより真空室1の内壁表面においては、壁
部の一縁(他縁)から他縁(一縁)に向かって弾性表面
波S(図2参照)が伝搬し、またウエハ載置台3の表面
においては中心(外縁)から外縁(中心)に向かって弾
性表面波Sが伝搬する。一方空気中には、H2O、CO
2 やCOなどの分子が含まれており、高真空領域あるい
はそれよりも高い真空度の領域では真空室1の内壁表面
におけるこれらの分子の吸着量が真空度を左右する。こ
こで弾性表面波のエネルギーにより吸着分子の脱離が促
進されるため、真空室1内は速やかに所定の真空度例え
ば10−6Torrよりも高い真空度に達する。
【0020】こうして真空室1内が所定の真空度になっ
た後ウエハWに対して成膜処理が行われる。即ちゲート
バルブG1を開き、図示しないロードロック室を介して
ウエハWが図示しない搬送アームによりウエハ載置台3
上に載置され、ゲートバルブG1を閉じた後、ガス供給
管21、22からガス供給部2を介して真空室1内に原
料ガスを導入し、排気管11を通じて真空排気しながら
真空室1内を所定の真空度に維持すると共に、ヒータ3
1によりウエハWを所定の温度に加熱してCVDにより
ウエハW表面に成膜処理を行う。その後ゲートバルブG
2を開いて、このウエハWは図示しないロードロック室
に搬出される。
【0021】上述実施例によれば、超音波発振手段4、
5を用いて真空室1の内壁表面及びウエハ載置台3の表
面に弾性表面波を伝搬させ、これにより吸着分子(気体
分子)を脱離させているため、効率よく吸着分子を脱離
することができて真空排気を短時間で行うことができ、
しかもヒータを真空室1に巻装したり、温度を調整する
といった面倒な作業が不要である。
【0022】そして超音波発振手段4の配置については
上述の実施例に限定されるものではなく、例えば図4に
示すように真空室の内壁10に小さな超音波発振手段4
を島状に設けるようにしてもよい。また超音波発振手段
は、ウエハ載置台についても設けることが望ましいが、
必ずしもウエハ載置台に設けなくともよい。
【0023】更に本発明は、枚葉式CVD装置以外の真
空装置についても適用することができ、例えば図5に示
すようにイオン注入装置の円筒状の真空室6に対して例
えば真空室6の長さ方向に間隔をおいて真空室6の全周
に亘って帯状の超音波発振手段7を設けるようにしても
よい。
【0024】なお本発明は、エッチング装置やスパッタ
装置あるいはアニール装置などの真空処理を行う装置の
他、真空雰囲気中で薄膜中の不純物を測定する測定装置
などに対しても適用することができる。また真空処理や
測定の対象となるものは半導体ウエハに限らずLCD基
板などであってもよい。
【0025】以上において、弾性表面波を真空室の内壁
表面に伝搬させるにあたっては、超音波の周波数領域よ
りも低い可聴領域の周波数の音波を発振する手段を用い
てもよい。更にまた本発明は、真空室の内壁表面全体あ
るいはほぼ全体を圧電材料で構成して、圧電材料の表面
に吸着された気体分子を、圧電材料を振動させることに
より脱離するように構成してもよい。
【0026】なお、以上述べた方法は、従来から行われ
ているようなヒータを用いる方法と併用してもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、真空室を真空排気する
にあたって真空室の内壁表面の吸着分子を弾性表面波の
エネルギーや圧電材料の振動エネルギーにより脱離させ
ているため、簡単に効率よく吸着分子を脱離させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を枚葉式のCVD装置に適用した実施例
を示す断面図である。
【図2】図1に示すCVD装置の内部を示す斜視図であ
る。
【図3】超音波発振手段の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明の他の実施例の要部を示す斜視図であ
る。
【図5】本発明の更に他の実施例の要部を示す分解斜視
図である。
【符号の説明】
1、6 真空室 11 排気管 14 真空排気手段 2 ガス供給部 3 ウエハ載置台 4、5、7 超音波発振手段 41 基板 42、43 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/302 N 9277−4M 21/324 D 8617−4M

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空室内を真空排気する方法において、 真空排気時に、真空室の内壁表面に弾性表面波を伝搬さ
    せることによって、内壁表面に吸着している吸着分子を
    脱離させることを特徴とする真空排気方法。
  2. 【請求項2】 真空室を備えた真空装置において、 真空室の内壁に超音波発振手段を設け、真空排気時に前
    記超音波発振手段により真空室の内壁表面に弾性表面波
    を伝搬させることによって、内壁表面に吸着している吸
    着分子を脱離させることを特徴とする真空装置。
  3. 【請求項3】 真空室を備えた真空装置において、 真空室の内壁の一部または全部を圧電材料で構成し、真
    空排気時に、この圧電材料に電圧を印加して発生した弾
    性表面波により、内壁表面に吸着している吸着分子を脱
    離させることを特徴とする真空装置。
JP9068193A 1993-03-24 1993-03-24 真空排気方法及び真空装置 Pending JPH06283449A (ja)

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