JPH09129569A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に関
し、特に、半導体ウエハに運動エネルギーをもったイオ
ンを照射して該半導体ウエハの物性を制御するイオン注
入技術に適用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a technology effectively applied to an ion implantation technique for irradiating a semiconductor wafer with ions having kinetic energy to control the physical properties of the semiconductor wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば半導体装置の製造におけるイオ
ン注入においては、ターゲットである半導体ウエハをプ
ラテンに保持し、イオン化されたＰ（リン）やＢ（ホウ
素）などの不純物元素を10〜数百keV のエネルギーに加
速してなる処理体としてのイオンビームにして打ち込ん
でいる。2. Description of the Related Art In ion implantation for manufacturing a semiconductor device, for example, a semiconductor wafer as a target is held on a platen and ionized impurity elements such as P (phosphorus) and B (boron) are supplied at a dose of 10 to several hundred keV. The ion beam is implanted as a processing body that is accelerated to energy.
【０００３】このように半導体ウエハにイオンを注入す
るイオン注入装置を詳しく記載している例としては、た
とえば、株式会社プレスジャーナル発行、「月刊 Semic
onductor World」1992年 7月号（平成 4年 6月20日発
行）、 P79〜P102がある。As an example in which an ion implantation apparatus for implanting ions into a semiconductor wafer is described in detail, for example, "Monthly Semic" issued by Press Journal Co., Ltd.
onductor World ”July 1992 (issued June 20, 1992), pp. 79-102.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、半導体ウエハ
にイオン注入を行う処理室は高真空に維持されている
が、イオン注入終了後の半導体ウエハの取り出し、およ
び次の半導体ウエハの取り入れという取り替え作業のた
めに処理室内の真空度が落ち、圧力上昇や水分による異
常放電が発生して発塵により半導体ウエハが汚染された
り、制御系へ悪影響が及んだりする。The processing chamber for implanting ions into a semiconductor wafer is maintained at a high vacuum. However, the semiconductor wafer is taken out after the ion implantation is completed, and the next semiconductor wafer is taken in. Due to the work, the degree of vacuum in the processing chamber is lowered, pressure rise and abnormal discharge due to moisture occur, and the semiconductor wafer is contaminated by dust generation, and the control system is adversely affected.
【０００５】また、一旦電源を落としてしまうと安定し
たイオンビームを得るまでに数十分かかるので、前記し
た取り替え作業においてもイオンビームを照射し続けて
おくことが一般的であるが、これではイオンビームが無
駄となって材料の使用効率が悪化するのみならず、取り
替え作業にかかる時間だけ装置の有効稼働時間が削られ
てスループットが低下することになる。Further, once the power is turned off, it takes several tens of minutes to obtain a stable ion beam. Therefore, it is common to continue irradiating the ion beam even in the above replacement work. Not only is the ion beam wasted and the use efficiency of the material deteriorates, but the effective operating time of the device is reduced by the time required for the replacement work, and the throughput decreases.
【０００６】さらに、半導体ウエハにイオンを注入する
ときには、特にその初期段階において、半導体ウエハ表
面からの脱ガスや塗布されたレジストからの脱ガスにビ
ームライン中を走行するイオンが衝突し、荷電交換や分
子イオンの解離によって目的としないエネルギーを有す
るイオンとなって半導体ウエハに注入されるエネルギー
コンタミネーションが発生する。このエネルギーコンタ
ミネーションの存在により打ち込み量の計測誤差が大き
くなって浅い接合や深い埋め込み層の形成時に所望のプ
ロファイルを得ることができず、ドーズ量と注入深さが
大幅に変化することになる。Further, when ions are implanted into a semiconductor wafer, particularly in the initial stage, degassing from the surface of the semiconductor wafer and degassing from the coated resist are collided with ions traveling in the beam line, and charge exchange is performed. Energy dissociation of the ions into the semiconductor wafer occurs due to the dissociation of the molecular ions and ions having unintended energy. Due to the existence of this energy contamination, the measurement error of the implantation amount becomes large, and a desired profile cannot be obtained when forming a shallow junction or a deep buried layer, and the dose amount and the implantation depth change significantly.
【０００７】そして、前記した脱ガスによっても処理室
内の圧力が上昇して異常放電が発生し、発塵や制御系へ
の悪影響が問題となる。The above degassing also raises the pressure in the processing chamber and causes abnormal discharge, which poses a problem of dust generation and adverse effects on the control system.
【０００８】そこで、本発明の目的は、処理室内の真空
度を落とすことなく半導体ウエハの取り替え作業を行う
ことのできる技術を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of exchanging semiconductor wafers without lowering the degree of vacuum in the processing chamber.
【０００９】本発明の他の目的は、処理体の使用効率を
向上させ、装置の稼働効率を向上させることのできる技
術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the use efficiency of the processing body and the operation efficiency of the apparatus.
【００１０】本発明のさらに他の目的は、半導体ウエハ
の処理中における脱ガスの発生を防止することのできる
技術を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a technique capable of preventing outgassing during the processing of semiconductor wafers.
【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【００１３】すなわち、本発明による半導体製造装置
は、処理体により半導体ウエハに所定の処理を施す処理
室と、仕切りバルブの開閉によって交互に処理室に連通
される第１および第２の中間室と、処理室と第１の中間
室との間および処理室と第２の中間室との間を往復動可
能にそれぞれ設けられ、仕切りバルブが開いているとき
には処理室に位置する第１および第２のステージと、第
１および第２の中間室とそれぞれ導入バルブを介して配
置され、半導体ウエハの取り入れ、取り出しを行う第１
および第２のロードロック室とを有するものである。そ
して、処理室と同一の真空度とした第１または第２の中
間室を、仕切りバルブを開いて導入バルブを閉じた状態
で処理室に連通して第１および第２のステージを交互に
処理室に位置させ、これに保持された半導体ウエハを処
理して行くようにされている。That is, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a processing chamber for performing a predetermined process on a semiconductor wafer by a processing body, and first and second intermediate chambers that are alternately communicated with each other by opening and closing a partition valve. , A first intermediate chamber and a first intermediate chamber, and a first intermediate chamber and a second intermediate chamber that are reciprocally movable between the first chamber and the second intermediate chamber and are located in the process chamber when the partition valve is open. The first stage and the first and second intermediate chambers are respectively arranged through the introduction valves to take in and take out the semiconductor wafer.
And a second load lock chamber. Then, the first or second intermediate chamber having the same degree of vacuum as the processing chamber is connected to the processing chamber with the partition valve opened and the introduction valve closed to alternately process the first and second stages. The semiconductor wafer held in this chamber is processed in a chamber.
【００１４】また、本発明による半導体製造装置は、処
理体により半導体ウエハに所定の処理を施す処理室と、
仕切りバルブの開閉によって処理室に交互に連通される
第１および第２の中間室と、処理室内の処理体の進路を
切り換え、これを処理室に連通された第１または第２の
中間室に送り込む進路切換手段と、第１および第２の中
間室内に設けられ、処理体に処理される半導体ウエハを
保持する第１および第２のステージと、第１および第２
の中間室とそれぞれ導入バルブを介して配置され、半導
体ウエハの取り入れ、取り出しを行う第１および第２の
ロードロック室とを有するものである。そして、処理室
と同一の真空度とした第１および第２の中間室に、仕切
りバルブを開いて導入バルブを閉じた状態で処理体を交
互に導入して第１および第２のステージに保持された半
導体ウエハを処理して行くようにされている。Further, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention comprises a processing chamber for performing a predetermined processing on a semiconductor wafer by a processing body,
The path of the processing body in the processing chamber is switched to the first and second intermediate chambers that are alternately communicated with the processing chamber by opening and closing the partition valve, and this is switched to the first or second intermediate chamber communicated with the processing chamber. Route switching means for sending in, first and second stages provided in the first and second intermediate chambers for holding semiconductor wafers to be processed by the processing body, first and second stages
And the first and second load lock chambers, which are arranged through the introduction valves and which take in and take out the semiconductor wafer, respectively. Then, the processing body is alternately introduced into the first and second intermediate chambers having the same degree of vacuum as the processing chamber, with the partition valve opened and the introduction valve closed, and is held on the first and second stages. The processed semiconductor wafer is processed.
【００１５】これらの半導体製造装置において、第１お
よび第２の中間室には、半導体ウエハから発散されるガ
スを強制的に脱気する脱ガス装置を取り付けることが望
ましい。また、処理体としては半導体ウエハに注入され
るイオンビームを、第１および第２のステージとしては
半導体ウエハをその保持面で回転させるプラテンを適用
することができる。In these semiconductor manufacturing apparatuses, it is desirable to install a degassing device for forcibly degassing the gas emitted from the semiconductor wafer in the first and second intermediate chambers. Further, a platen for rotating an ion beam to be injected into a semiconductor wafer as a processing body and a platen for rotating the semiconductor wafer on its holding surface can be used as the first and second stages.
【００１６】そして、上記のような半導体製造装置によ
れば、半導体ウエハの取り替え作業時における処理室内
の真空度を落とすことなく一定に保つことができる。According to the semiconductor manufacturing apparatus as described above, the degree of vacuum in the processing chamber during the semiconductor wafer replacement work can be maintained constant without being lowered.
【００１７】また、一方のステージに保持された半導体
ウエハに対する処理が終了すると直ちに他方のステージ
に保持された半導体ウエハに対する処理を開始すること
ができるので、処理体の使用効率が向上され、装置の稼
働効率が向上される。Further, since the processing on the semiconductor wafer held on the other stage can be started immediately after the processing on the semiconductor wafer held on the one stage is finished, the use efficiency of the processing object is improved and the apparatus is improved. Operation efficiency is improved.
【００１８】さらに、処理体による処理前に、中間室に
おいて脱ガス装置により強制的に半導体ウエハからのガ
スを脱気するようにしているので、処理中におけるガス
の放出によるエネルギーコンタミネーションが防止され
る。Further, since the gas from the semiconductor wafer is forcibly degassed by the degassing device in the intermediate chamber before the processing by the processing body, energy contamination due to the release of the gas during the processing is prevented. It
【００１９】そして、処理中における脱ガスの発生が防
止されることにより、処理室内の圧力上昇が抑制されて
異常放電が防止される。By preventing the generation of degas during processing, the pressure rise in the processing chamber is suppressed and abnormal discharge is prevented.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, the same members are denoted by the same reference numerals, and a repeated description thereof will be omitted.
【００２１】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態である半導体製造装置を示す概略図、図２は図１の
半導体製造装置に用いられたステージであるプラテンを
示す正面図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing a semiconductor manufacturing apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a platen which is a stage used in the semiconductor manufacturing apparatus of FIG. Is.
【００２２】図１に示すように、本発明の実施の形態に
よる半導体製造装置は、ターゲットである半導体ウエハ
１にイオン化された不純物元素を打ち込むイオン注入装
置であり、図面中央部に表されているように、イオンビ
ーム（処理体）２により半導体ウエハ１にＡｓ+ ，
Ｐ+ ，ＢＦ2 + ，Ｓｂ+ といった所定のイオンを注入す
るための処理室３を有している。このイオンビーム２は
イオン源４で発生されたイオンのうち目的とするイオン
種のみが分析マグネット５で取り出されて図示しない偏
向器により進行方向が調整されたもので、加速管により
たとえば10〜数百keV 程度のエネルギーに加速されてい
る。As shown in FIG. 1, a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention is an ion implantation apparatus for implanting an ionized impurity element into a semiconductor wafer 1 as a target, which is shown in the center of the drawing. As a result, the ion beam (processing body) 2 causes As + ,
It has a processing chamber 3 for implanting predetermined ions such as P + , BF 2 + and Sb + . This ion beam 2 is one in which only the desired ion species out of the ions generated by the ion source 4 are extracted by the analysis magnet 5 and the traveling direction is adjusted by a deflector (not shown). The energy is accelerated to about 100 keV.
【００２３】処理室３に開口して、図示しない真空ポン
プに接続された排気口６が３箇所に形成されている。こ
れにより、処理室３の内部は高真空に維持されて、イオ
ン注入時において室内のガスとイオンビーム２との衝突
により生じた中性粒子が半導体ウエハ１に打ち込まれて
ドーズ量に誤差が生じないようになっている。Exhaust ports 6 are formed at three locations in the processing chamber 3 and are connected to a vacuum pump (not shown). As a result, the inside of the processing chamber 3 is maintained in a high vacuum, and neutral particles generated by the collision of the gas inside the chamber and the ion beam 2 during the ion implantation are driven into the semiconductor wafer 1 to cause an error in the dose amount. There is no such thing.
【００２４】この処理室３に隣接して第１および第２の
中間室７ａ，７ｂがそれぞれ設けられている。これらの
中間室７ａ，７ｂは連通口８ａ，８ｂを介して処理室３
と連通されており、各連通口８ａ，８ｂの周囲にはシー
ル材であるＯリング９が取り付けられている。そして、
何れかの連通口８ａ，８ｂを閉塞して第１または第２の
中間室７ａ，７ｂと処理室３との間を遮断するため、仕
切りバルブ１０が設けられている。これにより、図１の
実線で示すように仕切りバルブ１０をＯリング９に押し
当てて連通口８ｂを閉塞することにより、第１の中間室
７ａが処理室３と連通される。また、仕切りバルブ１０
を実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に移動して連
通口８ａを閉塞することにより、第２の中間室７ｂが処
理室３と連通される。そして、処理室３と連通された側
の中間室７ａ，７ｂは処理室３と同じ真空度に保たれる
一方で、遮断された側の中間室７ａ，７ｂは処理室３と
は独立した真空度に設定される。なお、各中間室７ａ，
７ｂにも室内を真空排気する排気口１１が形成されてい
る。Adjacent to the processing chamber 3, first and second intermediate chambers 7a and 7b are provided, respectively. These intermediate chambers 7a and 7b are connected to the processing chamber 3 through the communication ports 8a and 8b.
An O-ring 9 as a sealing material is attached around each of the communication ports 8a and 8b. And
A partition valve 10 is provided in order to close one of the communication ports 8a and 8b to shut off the connection between the first or second intermediate chamber 7a or 7b and the processing chamber 3. As a result, as shown by the solid line in FIG. 1, the partition valve 10 is pressed against the O-ring 9 to close the communication port 8b, so that the first intermediate chamber 7a communicates with the processing chamber 3. In addition, the partition valve 10
Is moved from the position shown by the solid line to the position shown by the chain double-dashed line to close the communication port 8a, so that the second intermediate chamber 7b is connected to the processing chamber 3. The intermediate chambers 7a and 7b on the side communicated with the processing chamber 3 are kept at the same degree of vacuum as the processing chamber 3, while the intermediate chambers 7a and 7b on the blocked side are vacuum independent from the processing chamber 3. It is set to every. In addition, each intermediate chamber 7a,
An exhaust port 11 for evacuating the chamber is also formed in 7b.
【００２５】処理室３と第１の中間室７ａとの間を往復
移動可能に第１のプラテン（第１のステージ）１２ａ
が、また、処理室３と第２の中間室７ｂとの間を往復移
動可能に第２のプラテン（第２のステージ）１２ｂがそ
れぞれ設けられている。これらのプラテン１２ａ，１２
ｂは枚葉処理のエンドステーションにおいて複数枚の半
導体ウエハ１を保持するもので、図示するように、仕切
りバルブ１０が開いているときには中間室７ａ，７ｂか
ら移動して処理室３に位置するようになっている。そし
て、第１および第２の中間室７ａ，７ｂは仕切りバルブ
１０により処理室３に交互に連通されるようになってい
るので、第１および第２のプラテン１２ａ，１２ｂはこ
れに従って交互に処理室３に位置されるようになる。A first platen (first stage) 12a is reciprocally movable between the processing chamber 3 and the first intermediate chamber 7a.
However, the second platen (second stage) 12b is provided so as to be capable of reciprocating between the processing chamber 3 and the second intermediate chamber 7b. These platens 12a, 12
Reference numeral b denotes a device for holding a plurality of semiconductor wafers 1 at an end station for single-wafer processing. As shown in the drawing, when the partition valve 10 is open, it is moved from the intermediate chambers 7a and 7b to be positioned in the processing chamber 3. It has become. Since the first and second intermediate chambers 7a and 7b are alternately communicated with the processing chamber 3 by the partition valve 10, the first and second platens 12a and 12b process alternately according to this. Being located in chamber 3.
【００２６】処理室３に位置しているときのプラテン１
２ａ，１２ｂは、図２に示すように、それぞれに取り付
けられたモータ１３ａ，１３ｂにより1000〜1500rpm 程
度で回転軸回りに高速回転するとともに、回転時には回
転面に沿って往復動するようになっている。これによ
り、１枚の半導体ウエハ１の広さよりも狭い面域を有す
るイオンビーム２が、回転面での往復動により半導体ウ
エハ１の全面に均一に、そして、回転軸回りの回転によ
り保持されたすべての半導体ウエハ１に対して照射され
る。Platen 1 when located in processing chamber 3
As shown in FIG. 2, the motors 2a and 12b rotate at high speeds around the rotation axis at about 1000 to 1500 rpm by the motors 13a and 13b attached to them, respectively, and reciprocate along the rotation surface during rotation. There is. As a result, the ion beam 2 having a surface area narrower than the area of the single semiconductor wafer 1 is uniformly held on the entire surface of the semiconductor wafer 1 by the reciprocating motion on the rotating surface and by the rotation around the rotation axis. Irradiation is applied to all semiconductor wafers 1.
【００２７】それぞれの中間室７ａ，７ｂには脱ガス装
置１４ａ，１４ｂが取り付けられている。脱ガスとは半
導体ウエハ１に付着した大気中の水分や塗布されたレジ
ストがイオン注入によるスパッタ現象や昇温により解離
または分解してガスとなって放出されるもので、脱ガス
装置１４ａ，１４ｂとはこのようなガスを、たとえばＡ
ｒ（アルゴン）のスパッタエッチや赤外線ランプによる
加熱により半導体ウエハ１から強制的に脱気するように
したものである。そして、半導体ウエハ１からのガスが
処理室３に流入してエネルギーコンタミネーションが発
生しないように、脱気は仕切りバルブ１０により処理室
３と遮断された状態の中間室７ａ，７ｂ内にあるプラテ
ン１２ａ，１２ｂに保持されている半導体ウエハ１に対
し、プラテン１２ａ，１２ｂを回転させながら行われ
る。Degassing devices 14a and 14b are attached to the intermediate chambers 7a and 7b, respectively. Degassing means that the moisture in the atmosphere attached to the semiconductor wafer 1 or the applied resist is dissociated or decomposed by the sputtering phenomenon due to ion implantation or the temperature rise to be released as a gas. The degassing devices 14a and 14b. Is such a gas, for example A
The semiconductor wafer 1 is forcibly degassed by sputter etching of r (argon) or heating with an infrared lamp. Then, in order to prevent the gas from the semiconductor wafer 1 from flowing into the processing chamber 3 and causing energy contamination, degassing is performed by the partition valve 10 so that the platen in the intermediate chambers 7a and 7b is shut off from the processing chamber 3. This is performed while rotating the platens 12a and 12b with respect to the semiconductor wafer 1 held by 12a and 12b.
【００２８】第１および第２の中間室７ａ，７ｂに隣接
して、半導体ウエハ１の取り入れ、取り出しを行う第１
および第２のロードロック室１５ａ，１５ｂが設けられ
ている。また、中間室７ａ，７ｂとロードロック室１５
ａ，１５ｂとの間には、半導体ウエハの取り入れ時にお
けるロードロック室１５ａ，１５ｂの真空度低下が中間
室７ａ，７ｂにまで及ぶことを排除するために導入バル
ブ１６ａ，１６ｂが配置され、さらに、ロードロック室
１５ａ，１５ｂ内を真空排気して所定の真空度に回復さ
せるために、各ロードロック室１５ａ，１５ｂにもまた
排気口１７が形成されている。Adjacent to the first and second intermediate chambers 7a and 7b, the first semiconductor wafer 1 is taken in and taken out.
Further, second load lock chambers 15a and 15b are provided. In addition, the intermediate chambers 7a and 7b and the load lock chamber 15
Introducing valves 16a and 16b are provided between the a and 15b in order to prevent the decrease in the vacuum degree of the load lock chambers 15a and 15b at the time of taking in the semiconductor wafer from reaching the intermediate chambers 7a and 7b. An exhaust port 17 is also formed in each of the load lock chambers 15a and 15b in order to evacuate the load lock chambers 15a and 15b to restore a predetermined degree of vacuum.
【００２９】このような半導体製造装置による半導体ウ
エハ１の処理は次のようにして行われる。なお、以下に
おいては、第１のロードロック室１５ａから第１の中間
室７ａを経由して処理室３に半導体ウエハ１を導入する
場合についてが説明されているが、第２のロードロック
室１５ｂから導入する場合も同様の手順で行われる。The processing of the semiconductor wafer 1 by such a semiconductor manufacturing apparatus is performed as follows. It should be noted that the case where the semiconductor wafer 1 is introduced into the processing chamber 3 from the first load lock chamber 15a via the first intermediate chamber 7a is described below, but the second load lock chamber 15b is described. The procedure is the same when introducing from.
【００３０】先ず、導入バルブ１６ａを閉じた状態にし
て半導体ウエハ１を第１のロードロック室１５ａに搬入
する。そして、大気成分によるエネルギーコンタミネー
ションの発生を防止するため、大気開放されたロードロ
ック室１５ａを真空排気して所定の真空度にしてから導
入バルブ１６ａを開き、半導体ウエハ１を第１の中間室
７ａに移送して第１のプラテン１２ａに搭載する。な
お、このとき仕切りバルブ１０は連通口８ａを閉塞する
ようにして第１の中間室７ａと処理室３とを遮断状態と
しておき、また、移送後には導入バルブ１６ａは閉じて
おく。さらに、イオンビーム２は予め所定レベルに調整
しておく。First, the semiconductor wafer 1 is loaded into the first load lock chamber 15a with the introduction valve 16a closed. Then, in order to prevent the occurrence of energy contamination due to atmospheric components, the load lock chamber 15a opened to the atmosphere is evacuated to a predetermined degree of vacuum, and then the introduction valve 16a is opened to open the semiconductor wafer 1 in the first intermediate chamber. 7a and mounted on the first platen 12a. At this time, the partition valve 10 closes the communication port 8a so that the first intermediate chamber 7a and the processing chamber 3 are shut off from each other, and the transfer valve 16a is closed after the transfer. Further, the ion beam 2 is adjusted to a predetermined level in advance.
【００３１】第１の中間室７ａ内において第１のプラテ
ン１２ａに保持されている半導体ウエハ１に対してこの
第１のプラテン１２ａを回転させながら脱ガス装置１４
ａを作動させ、付着した大気中の水分や塗布されたレジ
ストなどからガスを発生させて強制的に脱気を行う。こ
れにより、イオン注入中におけるガスの放出によりエネ
ルギーコンタミネーションが防止され、同時に、脱ガス
による処理室３内の圧力上昇が抑制されて異常放電が防
止される。In the first intermediate chamber 7a, the degassing device 14 is rotated while rotating the first platen 12a with respect to the semiconductor wafer 1 held by the first platen 12a.
By operating a, gas is generated from the attached moisture in the atmosphere or the applied resist, and the gas is forcibly degassed. As a result, energy contamination due to gas release during ion implantation is prevented, and at the same time, pressure rise in the processing chamber 3 due to degassing is suppressed and abnormal discharge is prevented.
【００３２】脱ガス処理終了後、第１の中間室７ａの真
空度を処理室３のそれと同一にし、図１に示すように、
連通口８ａを開放して連通口８ｂを閉塞する位置に仕切
りバルブ１０を移動して第１の中間室７ａを処理室３に
連通させ、第１のプラテン１２ａを処理室３内に移動す
る。そして、この第１のプラテン１２ａを回転軸回りに
回転させながら回転面に沿って往復動させ、保持された
半導体ウエハ１にたとえば 5〜30分程度イオンビーム２
を照射してイオン注入を行う。なお、第１のプラテン１
２ａの半導体ウエハ１にイオン注入を行っている間に、
前記した要領で半導体ウエハ１を第２のロードロック室
１５ｂから第２の中間室７ｂに導入して第２のプラテン
１２ｂに搭載して脱ガス処理を施し、この第２の中間室
７ｂを処理室３と同じ真空度にした状態で待機してお
く。After the degassing process is completed, the vacuum degree of the first intermediate chamber 7a is made the same as that of the process chamber 3, and as shown in FIG.
The partition valve 10 is moved to a position where the communication port 8a is opened and the communication port 8b is closed to communicate the first intermediate chamber 7a with the processing chamber 3, and the first platen 12a is moved into the processing chamber 3. Then, the first platen 12a is reciprocated along the rotation surface while rotating about the rotation axis, and the ion beam 2 is applied to the held semiconductor wafer 1 for about 5 to 30 minutes, for example.
Is irradiated to perform ion implantation. The first platen 1
While performing the ion implantation to the semiconductor wafer 1 of 2a,
As described above, the semiconductor wafer 1 is introduced from the second load lock chamber 15b into the second intermediate chamber 7b, mounted on the second platen 12b and subjected to degassing treatment, and the second intermediate chamber 7b is treated. Stand by with the same degree of vacuum as the chamber 3.
【００３３】イオン注入が終了したならば、第１のプラ
テン１２ａを第１の中間室７ａに移動し、仕切りバルブ
１０を移動して連通口８ａを閉じる。これにより、連通
口８ｂが開放されて第２の中間室７ｂと処理室３とが連
通されるので、第２のプラテン１２ｂを処理室３内に移
動してこれに保持された半導体ウエハ１にイオン注入を
行う。したがって、第１のプラテン１２ａに保持された
半導体ウエハ１に対するイオン注入が終了すると、イオ
ンビーム２は直ちに第２のプラテン１２ｂに保持された
半導体ウエハ１に対して照射されることになり、無駄な
照射が殆どなくなる。また、処理室３に連通するときの
第１および第２の中間室７ａ，７ｂの真空度を処理室３
と同一にしているので、処理室３に対する半導体ウエハ
１の取り出し、取り入れといった半導体ウエハ１の取り
替え作業時における処理室３内の真空度が一定に保たれ
る。When the ion implantation is completed, the first platen 12a is moved to the first intermediate chamber 7a, the partition valve 10 is moved, and the communication port 8a is closed. As a result, the communication port 8b is opened and the second intermediate chamber 7b and the processing chamber 3 are communicated with each other, so that the second platen 12b is moved into the processing chamber 3 and the semiconductor wafer 1 held therein is moved. Ion implantation is performed. Therefore, when the ion implantation into the semiconductor wafer 1 held by the first platen 12a is completed, the ion beam 2 is immediately irradiated onto the semiconductor wafer 1 held by the second platen 12b, which is a waste. There is almost no irradiation. In addition, the degree of vacuum of the first and second intermediate chambers 7a and 7b when communicating with the processing chamber 3
Therefore, the degree of vacuum in the processing chamber 3 can be kept constant during the work of replacing the semiconductor wafer 1 such as taking the semiconductor wafer 1 into and out of the processing chamber 3.
【００３４】第１のプラテン１２ａを第１の中間室７ａ
に戻したならば、導入バルブ１６ａを開き、予め真空排
気されている第１のロードロック室１５ａにまで図示し
ないハンドによって半導体ウエハ１を移送する。そし
て、導入バルブ１６ａを閉じて第１のロードロック室１
５ａを大気圧に開放し、半導体ウエハ１を取り出す。な
お、このように第１のロードロック室１５ａから半導体
ウエハ１が取り出されている間、前述のように第２のプ
ラテン１２ｂに保持された半導体ウエハ１に対してイオ
ン注入が行われている。The first platen 12a is attached to the first intermediate chamber 7a.
Then, the introduction valve 16a is opened, and the semiconductor wafer 1 is transferred to the first load lock chamber 15a which has been evacuated in advance by a hand not shown. Then, the introduction valve 16a is closed to close the first load lock chamber 1
5a is opened to atmospheric pressure, and the semiconductor wafer 1 is taken out. While the semiconductor wafer 1 is being taken out of the first load lock chamber 15a in this manner, ion implantation is being performed on the semiconductor wafer 1 held by the second platen 12b as described above.
【００３５】イオンの注入された半導体ウエハ１が第１
のロードロック室１５ａから取り出されたならば、次に
イオン注入を行う半導体ウエハ１を再び搬入して第１の
プラテン１２ａに搭載し、脱ガス処理を施す。第１の中
間室７ａは処理室３と同じ真空度にしておく。そして、
第２のプラテン１２ｂに保持された半導体ウエハ１に対
するイオン注入が終了したならば、仕切りバルブ１０を
動かして第１のプラテン１２ａを処理室３に移動してこ
のプラテン１２ａの半導体ウエハ１に対する注入処理を
行う。なお、第２のプラテン１２ｂの半導体ウエハ１へ
の処理が既に終了している場合には、第１の中間室７ａ
が処理室３と同じ真空度になったならば、第１のプラテ
ン１２ａは直ちに処理室３に移動される。The semiconductor wafer 1 into which the ions have been implanted is the first
After being taken out of the load lock chamber 15a, the semiconductor wafer 1 to be ion-implanted next is carried in again, mounted on the first platen 12a, and degassed. The first intermediate chamber 7a has the same degree of vacuum as the processing chamber 3. And
When the ion implantation to the semiconductor wafer 1 held by the second platen 12b is completed, the partition valve 10 is moved to move the first platen 12a to the processing chamber 3 and the implantation processing of the platen 12a to the semiconductor wafer 1 is performed. I do. When the processing of the second platen 12b on the semiconductor wafer 1 has already been completed, the first intermediate chamber 7a
When the vacuum degree becomes the same as that of the processing chamber 3, the first platen 12a is immediately moved to the processing chamber 3.
【００３６】このように、本発明の実施の形態による半
導体製造装置では、以上の動作を繰り返すことにより、
第１および第２のプラテン１２ａ，１２ｂに保持された
半導体ウエハ１に対して連続的にイオン注入が行われ
る。As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, by repeating the above operation,
Ion implantation is continuously performed on the semiconductor wafer 1 held by the first and second platens 12a and 12b.
【００３７】（実施の形態２）図３は本発明の他の実施
の形態である半導体製造装置を示す概略図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is a schematic view showing a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【００３８】図３に示すように、本発明の実施の形態に
よる半導体製造装置は、第１および第２のプラテン１２
ａ，１２ｂがそれぞれ第１および第２の中間室７ａ，７
ｂに留まった状態で半導体ウエハ１を保持するようにな
っている点で、前記した半導体製造装置と異なってい
る。また、中間室７ａ，７ｂを処理室３に交互に連通す
るための仕切りバルブ１０ａ，１０ｂは各連通口８ａ，
８ｂにそれぞれ設けられている。なお、１つの仕切りバ
ルブで２つの連通口８ａ，８ｂを交互に閉じるようにし
てもよい。そして、処理室３に連通された中間室７ａ，
７ｂ内にある第１または第２のプラテン１２ａ，１２ｂ
に保持されて回転する半導体ウエハ１にイオンビーム２
を送り込むために、磁界によりこのイオンビーム２の進
行方向を連通口８ａ，８ｂに向けて曲げる偏向器（進路
切換手段）１８が処理室３内に設けられている。As shown in FIG. 3, the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention comprises a first platen 12 and a second platen 12.
a and 12b are the first and second intermediate chambers 7a and 7a, respectively.
The semiconductor manufacturing apparatus is different from the above-described semiconductor manufacturing apparatus in that the semiconductor wafer 1 is held in the state of staying at b. Further, the partition valves 10a and 10b for alternately communicating the intermediate chambers 7a and 7b with the processing chamber 3 are provided with respective communication ports 8a,
8b, respectively. The two communication ports 8a and 8b may be alternately closed by one partition valve. Then, the intermediate chamber 7a communicated with the processing chamber 3,
First or second platen 12a, 12b within 7b
An ion beam 2 is applied to a semiconductor wafer 1 which is held and rotated by a semiconductor wafer 1.
A deflector (path switching means) 18 for bending the traveling direction of the ion beam 2 toward the communication ports 8a and 8b by a magnetic field is provided in the processing chamber 3 in order to send the ion beam.
【００３９】その他の点においては前記した半導体製造
装置とほぼ同一であり、したがって、第１または第２の
中間室７ａ，７ｂは仕切りバルブ１０ａ，１０ｂを開い
て導入バルブ１６ａ，１６ｂを閉じた状態でこの中間室
７ａ，７ｂと同一の真空度とされた処理室３に連通され
る。そして、偏向器１８に進路を曲げられたイオンビー
ム２が室内に導入され、第１または第２のプラテン１２
ａ，１２ｂに保持されて回転する半導体ウエハ１にイオ
ンが注入される。In other respects, it is almost the same as the semiconductor manufacturing apparatus described above. Therefore, in the first or second intermediate chamber 7a, 7b, the partition valves 10a, 10b are opened and the introduction valves 16a, 16b are closed. Then, the intermediate chambers 7a and 7b are communicated with the processing chamber 3 having the same degree of vacuum. Then, the ion beam 2 whose course is bent by the deflector 18 is introduced into the room, and the first or second platen 12
Ions are implanted into the rotating semiconductor wafer 1 held by a and 12b.
【００４０】このように、第１および第２のプラテン１
２ａ，１２ｂを固定してイオンビーム２側を動かすこと
により、連通口８ａ，８ｂの広さはイオンビーム２が貫
通できる広さであるほぼ１枚の半導体ウエハ１分で足
り、仕切りバルブ１０ａ，１０ｂを小型化することがで
きる。また、第１および第２のプラテン１２ａ，１２ｂ
をそれぞれ処理室３にまで移動させる必要がないので、
第１および第２の中間室７ａ，７ｂをコンパクトにで
き、複雑な移動機構も不要になって装置自体も小型化さ
れる。Thus, the first and second platens 1
By fixing 2a and 12b and moving the ion beam 2 side, the size of the communication ports 8a and 8b is enough to allow the ion beam 2 to penetrate through almost one semiconductor wafer 1 minute, and the partition valve 10a, The size of 10b can be reduced. Also, the first and second platens 12a, 12b
Since there is no need to move each to the processing chamber 3,
The first and second intermediate chambers 7a and 7b can be made compact, a complicated moving mechanism is not required, and the apparatus itself can be made compact.
【００４１】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.
【００４２】たとえば、前記発明の実施の形態において
は、本発明をイオン注入装置に適用した場合について説
明したが、たとえばドライエッチング装置など他の半導
体製造装置に適用することもできる。なお、ドライエッ
チング装置に適用した場合には、処理体はエッチングガ
スとなる。For example, in the embodiment of the invention described above, the case where the present invention is applied to the ion implantation apparatus has been described, but the present invention can also be applied to other semiconductor manufacturing apparatus such as a dry etching apparatus. In addition, when applied to a dry etching apparatus, the processing body becomes an etching gas.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【００４４】(1).すなわち、本発明の半導体製造装置に
よれば、半導体ウエハの取り替え作業時における処理室
内の真空度が一定に保たれるので、圧力上昇や水分によ
る異常放電が未然に防止され、発塵による半導体ウエハ
の汚染や制御系へ悪影響を排除することができる。(1) That is, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the vacuum degree in the processing chamber is kept constant during the semiconductor wafer replacement work, abnormal pressure discharge and abnormal discharge due to moisture are prevented. Therefore, it is possible to eliminate the contamination of the semiconductor wafer due to dust generation and the adverse effect on the control system.
【００４５】(2).また、一方のステージに保持された半
導体ウエハに対する処理が終了すると直ちに他方のステ
ージに保持された半導体ウエハに対する処理を開始する
ことができるので、処理体の使用効率が向上され、併せ
て、装置の稼働効率が向上される。(2) Further, since the processing on the semiconductor wafer held on the other stage can be started immediately after the processing on the semiconductor wafer held on the one stage is completed, the use efficiency of the processing object is improved. In addition, the operating efficiency of the device is improved.
【００４６】(3).処理体による処理前に、中間室におい
て脱ガス装置により強制的に半導体ウエハからのガスを
脱気するようにしているので、処理中におけるガスの放
出によるエネルギーコンタミネーションが防止される。(3) Since the gas from the semiconductor wafer is forcibly degassed by the degassing device in the intermediate chamber before the processing by the object to be processed, energy contamination due to the release of the gas during the processing may occur. To be prevented.
【００４７】(4).これにより、半導体ウエハに所望のプ
ロファイルを形成することが可能になる。(4) As a result, a desired profile can be formed on the semiconductor wafer.
【００４８】(5).また、処理中における脱ガスの発生が
防止されることにより、処理室内の圧力上昇が抑制され
て異常放電が防止される。(5) Also, by preventing the generation of degas during processing, the pressure rise in the processing chamber is suppressed and abnormal discharge is prevented.
【図１】本発明の実施の形態１による半導体製造装置を
示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の半導体製造装置に用いられたステージで
あるプラテンを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a platen which is a stage used in the semiconductor manufacturing apparatus of FIG.
【図３】本発明の実施の形態２による半導体製造装置を
示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
１ 半導体ウエハ ２ イオンビーム（処理体） ３ 処理室 ４ イオン源 ５ 分析マグネット ６ 排気口 ７ａ 第１の中間室 ７ｂ 第２の中間室 ８ａ 連通口 ８ｂ 連通口 ９ Ｏリング １０ 仕切りバルブ １０ａ 仕切りバルブ １０ｂ 仕切りバルブ １１ 排気口 １２ａ 第１のプラテン（第１のステージ） １２ｂ 第２のプラテン（第２のステージ） １３ａ モータ １３ｂ モータ １４ａ 脱ガス装置 １４ｂ 脱ガス装置 １５ａ 第１のロードロック室 １５ｂ 第２のロードロック室 １６ａ 導入バルブ １６ｂ 導入バルブ １７ 排気口 １８ 偏向器（進路切換手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Ion beam (processing object) 3 Processing chamber 4 Ion source 5 Analysis magnet 6 Exhaust port 7a First intermediate chamber 7b Second intermediate chamber 8a Communication port 8b Communication port 9 O-ring 10 Partition valve 10a Partition valve 10b Partition valve 11 Exhaust port 12a First platen (first stage) 12b Second platen (second stage) 13a Motor 13b Motor 14a Degassing device 14b Degassing device 15a First load lock chamber 15b Second Load lock chamber 16a Introduction valve 16b Introduction valve 17 Exhaust port 18 Deflector (path switching means)
Claims (4)
を施す処理室と、 仕切りバルブの開閉によって交互に前記処理室に連通さ
れる第１および第２の中間室と、 前記処理室と前記第１の中間室との間および前記処理室
と前記第２の中間室との間を往復動可能にそれぞれ設け
られ、前記仕切りバルブが開いているときには前記処理
室に位置する第１および第２のステージと、 前記第１および第２の中間室とそれぞれ導入バルブを介
して配置され、前記半導体ウエハの取り入れ、取り出し
を行う第１および第２のロードロック室とを有し、 前記処理室と同一の真空度とした前記第１または第２の
中間室を、前記仕切りバルブを開いて前記導入バルブを
閉じた状態で前記処理室に連通して前記第１および第２
のステージを交互に前記処理室に位置させ、これに保持
された前記半導体ウエハを処理して行くことを特徴とす
る半導体製造装置。1. A processing chamber in which a semiconductor wafer is subjected to a predetermined process by a processing body, first and second intermediate chambers that are alternately communicated with the processing chamber by opening and closing a partition valve, the processing chamber, and the first intermediate chamber. A first intermediate chamber and a second intermediate chamber, and the first and second intermediate chambers are located in the processing chamber when the partition valve is open. The stage, the first and second intermediate chambers, and the first and second load lock chambers, which are respectively arranged via the introduction valves and which take in and take out the semiconductor wafer, are the same as the processing chamber. The first or second intermediate chamber having a vacuum degree of 2 is communicated with the processing chamber with the partition valve opened and the introduction valve closed to communicate with the first and second intermediate chambers.
The semiconductor manufacturing apparatus is characterized in that the stages are alternately positioned in the processing chamber and the semiconductor wafers held therein are processed.
を施す処理室と、 仕切りバルブの開閉によって前記処理室に交互に連通さ
れる第１および第２の中間室と、 前記処理室内の前記処理体の進路を切り換え、これを前
記処理室に連通された前記第１または第２の中間室に送
り込む進路切換手段と、 前記第１および第２の中間室内に設けられ、前記処理体
に処理される前記半導体ウエハを保持する第１および第
２のステージと、 前記第１および第２の中間室とそれぞれ導入バルブを介
して配置され、前記半導体ウエハの取り入れ、取り出し
を行う第１および第２のロードロック室とを有し、 前記処理室と同一の真空度とした前記第１および第２の
中間室に、前記仕切りバルブを開いて前記導入バルブを
閉じた状態で前記処理体を交互に導入して前記第１およ
び第２のステージに保持された前記半導体ウエハを処理
して行くことを特徴とする半導体製造装置。2. A processing chamber for performing a predetermined processing on a semiconductor wafer by a processing body, first and second intermediate chambers that are alternately communicated with the processing chamber by opening and closing a partition valve, and the processing in the processing chamber. Path switching means for switching the path of the body and sending it to the first or second intermediate chamber communicated with the processing chamber, and provided in the first and second intermediate chambers and processed by the processing body. The first and second stages for holding the semiconductor wafer, and the first and second intermediate chambers are respectively arranged via an introduction valve, and the first and second stages for taking in and taking out the semiconductor wafer are provided. A load lock chamber, and the processing body is alternately introduced into the first and second intermediate chambers having the same degree of vacuum as the processing chamber, with the partition valve opened and the introduction valve closed. The semiconductor manufacturing apparatus characterized by going to processing the semiconductor wafer held by the first and second stage Te.
において、前記第１および第２の中間室には、前記半導
体ウエハから発散されるガスを強制的に脱気する脱ガス
装置がそれぞれ取り付けられていることを特徴とする半
導体製造装置。3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein degassing devices for forcibly degassing gas emitted from the semiconductor wafer are attached to the first and second intermediate chambers, respectively. A semiconductor manufacturing apparatus characterized by being provided.
装置において、前記処理体は前記半導体ウエハに注入さ
れるイオンビームであり、前記第１および第２のステー
ジは半導体ウエハをその保持面で回転させるプラテンで
あることを特徴とする半導体製造装置。4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the processing body is an ion beam implanted into the semiconductor wafer, and the first and second stages hold the semiconductor wafer on a holding surface thereof. A semiconductor manufacturing apparatus, which is a platen that is rotated by.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281049A JPH09129569A (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Semiconductor manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281049A JPH09129569A (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Semiconductor manufacturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129569A true JPH09129569A (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=17633600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7281049A Pending JPH09129569A (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Semiconductor manufacturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129569A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6827788B2 (en) | 2000-12-27 | 2004-12-07 | Anelva Corporation | Substrate processing device and through-chamber |
| JP2008021974A (en) * | 2006-05-26 | 2008-01-31 | Cree Inc | High-temperature ion implantation apparatus, and method of manufacturing semiconductor device using high-temperature ion implantation |
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1995
- 1995-10-27 JP JP7281049A patent/JPH09129569A/en active Pending
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