JPH09219376A - Ion implantation apparatus and substrate cooling method - Google Patents
Ion implantation apparatus and substrate cooling methodInfo
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- JPH09219376A JPH09219376A JP8024429A JP2442996A JPH09219376A JP H09219376 A JPH09219376 A JP H09219376A JP 8024429 A JP8024429 A JP 8024429A JP 2442996 A JP2442996 A JP 2442996A JP H09219376 A JPH09219376 A JP H09219376A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はイオン注入装置及び
基板の冷却方法に係わり、特にイオン注入による基板の
加熱を防止する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus and a substrate cooling method, and more particularly to a technique for preventing heating of a substrate due to ion implantation.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示板等に用いられるガラス基板あ
るいは半導体ウエハ等の基板上に半導体素子を形成する
装置として、ドーピングする物質をイオン状態にして加
速し基板に注入するイオン注入装置がある。このイオン
注入装置を用いてイオン注入する場合、注入による発熱
を押さえるために基板を冷却する必要がある。従来、こ
の冷却は、真空チェンバ内に挿入された基板を冷却管が
設けられた冷却パネル上に載置することによって行われ
ていた。2. Description of the Related Art As an apparatus for forming a semiconductor element on a substrate such as a glass substrate used for a liquid crystal display panel or a semiconductor wafer, there is an ion implantation apparatus for accelerating a substance to be doped into an ion state and implanting it into the substrate. When performing ion implantation using this ion implantation device, it is necessary to cool the substrate in order to suppress heat generated by the implantation. Conventionally, this cooling has been performed by placing a substrate inserted in a vacuum chamber on a cooling panel provided with a cooling pipe.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記冷却方法
では、基板は冷却パネル上に単に載置されており、微視
的に見れば基板と冷却パネルとは点接触しかしておら
ず、接触面積を十分に取ることができないため冷却効果
が望めない。また、イオンの注入中に基板に反りが生じ
るため、該基板と冷却パネルとの密着性がさらに損なわ
れることがあり、注入エネルギー及び注入ドーズ量によ
っては許容温度を超える場合があった。However, in the above cooling method, the substrate is simply placed on the cooling panel, and when viewed microscopically, the substrate and the cooling panel are only in point contact, and the contact area is small. The cooling effect cannot be expected because it can not take enough. Further, since the substrate is warped during the ion implantation, the adhesion between the substrate and the cooling panel may be further impaired, and the allowable temperature may be exceeded depending on the implantation energy and the implantation dose amount.
【0004】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、イオン注入を行う場合に基板と冷却パネルと
の接触面積や基板の反りに影響されることなく、確実に
基板の温度上昇を防止することが可能なイオン注入装置
及び基板の冷却方法の提供を目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when the ion implantation is performed, the temperature rise of the substrate is surely performed without being affected by the contact area between the substrate and the cooling panel and the warp of the substrate. An object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus and a substrate cooling method capable of preventing the above.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、第1の手段として、基板にイオンを注入するイ
オン注入装置において、イオン注入する前の基板に低温
気体を吹き付ける低温気体吹付手段を具備するという手
段が採用される。第2の手段として、上記第1の手段に
おいて、低温気体吹付手段が低温気体に含まれる不純物
を除去するフィルタを具備するという手段が採用され
る。第3の手段として、基板にイオン注入する際の冷却
方法において、イオン注入に先立って基板を低温気体に
よって予冷するという手段が採用される。第4の手段と
して、上記第3の手段において、低温気体にドライ窒素
を用いるという手段が採用される。To achieve the above object, as a first means, in an ion implantation apparatus for implanting ions into a substrate, a low-temperature gas spraying means for spraying a low-temperature gas onto the substrate before the ion implantation. Is adopted. As a second means, in the above first means, a means in which the low temperature gas spraying means includes a filter for removing impurities contained in the low temperature gas is adopted. As a third means, in a cooling method for implanting ions into a substrate, a means of precooling the substrate with a low temperature gas prior to ion implantation is adopted. As a fourth means, a means of using dry nitrogen as the low temperature gas is adopted in the third means.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2を参照して、
本発明に係わるイオン注入装置及び基板の冷却方法の一
実施形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 and 2,
An embodiment of the ion implantation apparatus and the substrate cooling method according to the present invention will be described.
【0007】図1は、本実施形態のイオン注入装置の全
体構成を示す平面図である。この図において、符号1a
〜1cは基板載置台であり、例えば基板として液晶表示
板を形成するためのガラス基板Aがガラスカセット2内
に多数収納されて載置される。このガラスカセット2
は、例えば無人搬送車等によって基板載置台1a上に載
置される。FIG. 1 is a plan view showing the overall structure of the ion implantation apparatus of this embodiment. In this figure, reference numeral 1a
Numeral 1c is a substrate mounting table, for example, a large number of glass substrates A for forming a liquid crystal display plate as substrates are housed and mounted in the glass cassette 2. This glass cassette 2
Are mounted on the substrate mounting table 1a by, for example, an automatic guided vehicle.
【0008】符号3a〜3dはロボットであり、ガラス
カセット2を保持して矢印に沿って移動させる。4はロ
ードロック室(低温気体吹付手段)であり、入口ゲート
4aと出口ゲート4bとを有する。このロードロック室
4には真空ポンプが連接されており、該ロードロック室
4はガラス基板Aの雰囲気を大気状態から真空状態に切
り換えるための部屋であり、この切り換えの時に予冷を
行うとともに該ガラス基板Aに付着した不純物を除去す
るものである。なお、ロードロック室4の詳細について
は後述する。Reference numerals 3a to 3d are robots, which hold the glass cassette 2 and move it along the arrow. Reference numeral 4 denotes a load lock chamber (low temperature gas spraying means), which has an entrance gate 4a and an exit gate 4b. A vacuum pump is connected to the load lock chamber 4, and the load lock chamber 4 is a chamber for switching the atmosphere of the glass substrate A from an atmospheric state to a vacuum state. At the time of this switching, precooling is performed and the glass is cooled. The impurities adhering to the substrate A are removed. The details of the load lock chamber 4 will be described later.
【0009】符号5aはロードロック室4に連接された
ロボットチャンバであり、内部に設けられたロボット3
cの作業空間を真空雰囲気とするものである。6は入口
ゲート6aと出口ゲート6bとを有するプロセスチャン
バであり、入口ゲート6aを介してロボットチャンバ5
aと連接されている。このプロセスチャンバ6は、イオ
ン生成装置7から供給されるイオンをガラス基板Aに注
入するためのものである。イオン生成装置7は上記イオ
ンを生成して加速するものである。Reference numeral 5a is a robot chamber connected to the load lock chamber 4, and the robot 3 is provided inside.
The working space of c is a vacuum atmosphere. Reference numeral 6 is a process chamber having an entrance gate 6a and an exit gate 6b, and the robot chamber 5 is provided via the entrance gate 6a.
It is connected to a. The process chamber 6 is for implanting ions supplied from the ion generator 7 into the glass substrate A. The ion generator 7 generates and accelerates the ions.
【0010】符号5bはプロセスチャンバ6に連接され
たロボットチャンバであり、内部に設けられたロボット
3dの作業空間を真空雰囲気とするものである。8は入
口ゲート8aと出口ゲート8bとを有するロードロック
室であり、上記ロボットチャンバ5b内の真空雰囲気と
上記各チャンバ外の大気の雰囲気とを遮断及び切り換え
るために設けられ内部が真空ポンプによって真空雰囲気
とされる。Reference numeral 5b is a robot chamber connected to the process chamber 6, and the working space of the robot 3d provided inside is a vacuum atmosphere. Reference numeral 8 denotes a load lock chamber having an entrance gate 8a and an exit gate 8b, which is provided to shut off and switch between the vacuum atmosphere inside the robot chamber 5b and the atmosphere outside the chambers, and the inside is vacuumed by a vacuum pump. It is considered as an atmosphere.
【0011】符号9は制御機器であり、上記各ロボット
3a〜3dを作動させてガラス基板の自動搬送を行わせ
るとともに、注入装置や真空機器の制御監視を行うもの
である。10はモニターパネルであり、タッチパネルデ
ィスプレイを用いて注入条件を入力したり、一連のイオ
ン注入処理を自動実行させたりするとともに、制御機器
9による制御及び監視状態等を作業員が確認するための
ものである。Reference numeral 9 is a control device, which operates the robots 3a to 3d to automatically transfer the glass substrate and controls and monitors the injection device and the vacuum device. Reference numeral 10 is a monitor panel for inputting implantation conditions using a touch panel display, automatically executing a series of ion implantation processes, and for allowing a worker to confirm control and monitoring states by the control device 9 Is.
【0012】続いて、図2は上記ロードロック室4内の
構成を示す側断面図である。この図において、符号4c
は該ロードロック室4を形成するチャンバであり、この
チャンバ4cには真空ポンプに連通する配管4dとドラ
イ窒素(低温気体)が送り込まれる配管4eとが連設さ
れている。また、該チャンバ4c内にはガラス基板Aを
支持する基板支持台4fが設けられるとともに、該基板
支持台4fの上方にはドライ窒素内に含まれる不純物を
除去するフィルタ4gが設けられている。Next, FIG. 2 is a side sectional view showing the internal structure of the load lock chamber 4. In this figure, reference numeral 4c
Is a chamber forming the load lock chamber 4, and a pipe 4d communicating with a vacuum pump and a pipe 4e into which dry nitrogen (low temperature gas) is fed are connected to the chamber 4c. A substrate support base 4f for supporting the glass substrate A is provided in the chamber 4c, and a filter 4g for removing impurities contained in dry nitrogen is provided above the substrate support base 4f.
【0013】次に、このように構成されたイオン注入装
置におけるガラス基板Aの冷却方法について説明する。
まず、無人搬送車等によって基板載置台1a上に載置さ
れたカセット内のガラス基板Aは、ロボット3aによっ
て基板載置台1b上に移動され、位置調整が行われる。
そして、ロードロック室4の入口ゲート4aが開かれる
と、該基板載置台1b上のガラス基板Aはロボット3b
によってロードロック室4内に挿入される。Next, a method of cooling the glass substrate A in the ion implanter thus constructed will be described.
First, the glass substrate A in the cassette placed on the substrate platform 1a by an automated guided vehicle or the like is moved to the substrate platform 1b by the robot 3a, and the position is adjusted.
Then, when the entrance gate 4a of the load lock chamber 4 is opened, the glass substrate A on the substrate mounting table 1b is transferred to the robot 3b.
Is inserted into the load lock chamber 4.
【0014】そして、ガラス基板Aは基板支持台4f上
に載置されて入口ゲート4aが閉じられ、真空ポンプに
よってロードロック室4内の空気が排出されて真空雰囲
気とされると同時に、配管4eからドライ窒素がロード
ロック室4内に送り込まれ、該ドライ窒素はフィルタ4
gによって不純物が除去されてガラス基板Aに所定時間
吹き付けられる。この吹き付けが終了すると、配管4e
の上流側に位置するバルブ(図示略)が閉じられてロー
ドロック室4内は真空雰囲気とされる。The glass substrate A is placed on the substrate support 4f, the entrance gate 4a is closed, and the air in the load lock chamber 4 is exhausted by the vacuum pump to create a vacuum atmosphere. Dry nitrogen is sent into the load lock chamber 4 from the
The impurities are removed by g, and the glass substrate A is sprayed for a predetermined time. When this spraying ends, the pipe 4e
A valve (not shown) located upstream of the load lock chamber 4 is closed to create a vacuum atmosphere in the load lock chamber 4.
【0015】ここで、ドライ窒素の吹付時間は、次行程
のイオン注入における注入条件等によって予め決められ
る。イオン注入におけるガラス基板Aの温度上昇はイオ
ンの注入密度や時間に左右されるので、該注入密度や時
間に応じて吹付時間は、例えばガラス基板Aを0゜C近
傍に冷却するように設定される。なお、基板がウエハの
場合は、ウエハに対する注入条件に応じて吹付時間が設
定される。Here, the spraying time of dry nitrogen is determined in advance by the implantation conditions in the ion implantation in the next step. Since the temperature rise of the glass substrate A during ion implantation depends on the ion implantation density and time, the spraying time is set according to the ion implantation density and time, for example, to cool the glass substrate A to around 0 ° C. It When the substrate is a wafer, the spraying time is set according to the implantation conditions for the wafer.
【0016】このようにしてガラス基板Aが所定温度に
冷却されてロードロック室4内がロボットチャンバ5a
内の真空度に近くなると、出口ゲート4bが開けられる
とともにプロセスチャンバ6の入口ゲート6aが開けら
れ、ロボット3cによってガラス基板Aはプロセスチャ
ンバ6内に搬送される。そして、入口ゲート6aが閉め
られると、ガラス基板Aにはイオン生成装置7によって
生成されて一定の速度に加速されたイオンが注入されて
表面に半導体素子が形成される。In this way, the glass substrate A is cooled to a predetermined temperature and the inside of the load lock chamber 4 is changed to the robot chamber 5a.
When the degree of vacuum inside is approached, the exit gate 4b is opened and the entrance gate 6a of the process chamber 6 is opened, and the glass substrate A is transferred into the process chamber 6 by the robot 3c. Then, when the inlet gate 6a is closed, the ions generated by the ion generator 7 and accelerated to a constant speed are injected into the glass substrate A to form a semiconductor element on the surface.
【0017】イオン注入が終了すると、出口ゲート6b
が開けられとともにロードロック室8の入口ゲート8a
が開けられ、ロボット3dによってプロセスチャンバ6
内のガラス基板Aはロードロック室8内に搬送される。
そして、入口ゲート8aが閉められると、ロードロック
室8内を大気状態に戻した後に出口ゲート8bが開けら
れ、ガラス基板Aはロボット3aによって基板載置台1
b上に移動され、さらに基板載置台1b上のガラス基板
Aはロボット3aによって基板載置台1c上に移動され
る。そして、基板載置台1a上のカセットに挿入されて
いる全てのカラス基板Aに対して上述した一連の処理が
終了すると、基板載置台1c上のガラス基板Aを含むカ
セットは無人搬送車によって搬出される。When the ion implantation is completed, the exit gate 6b
When the gate is opened, the entrance gate 8a of the load lock chamber 8
And the robot 3d opens the process chamber 6
The glass substrate A therein is transferred into the load lock chamber 8.
When the entrance gate 8a is closed, the inside of the load lock chamber 8 is returned to the atmospheric state, and then the exit gate 8b is opened, and the glass substrate A is placed on the substrate mounting table 1 by the robot 3a.
The glass substrate A on the substrate mounting table 1b is further moved onto the substrate mounting table 1c by the robot 3a. When the above-described series of processing is completed for all the glass substrates A inserted in the cassette on the substrate platform 1a, the cassette including the glass substrate A on the substrate platform 1c is carried out by the automated guided vehicle. It
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるイ
オン注入装置及び基板の冷却方法によれば以下のような
効果を奏する。 (1)基板が予め予冷されているので、イオン注入中に
おける基板の反りの有無に係わらず当該基板の温度上昇
を確実に押さえることができる。 (2)基板に吹き付ける冷却気体の温度や吹付時間を制
御することにより、1゜Cレベルでの温度コントロール
が可能である。 (3)冷却気体例えばドライ窒素を吹き付けることによ
って予冷が行われるので、極めて容易に予冷することが
できる。 (4)真空雰囲気内で冷却気体を吹き付けるので、基板
表面に付着した不純物粒子を冷却と同時に除去すること
ができる。As described above, the ion implantation apparatus and the substrate cooling method according to the present invention have the following effects. (1) Since the substrate is pre-cooled in advance, it is possible to reliably suppress the temperature rise of the substrate regardless of whether the substrate is warped during ion implantation. (2) It is possible to control the temperature at the 1 ° C level by controlling the temperature of the cooling gas sprayed onto the substrate and the spraying time. (3) Since precooling is performed by blowing a cooling gas, for example, dry nitrogen, precooling can be performed very easily. (4) Since the cooling gas is blown in the vacuum atmosphere, the impurity particles attached to the substrate surface can be removed simultaneously with cooling.
【図1】本発明に係わるイオン注入装置及び基板の冷却
方法の一実施形態を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an ion implantation apparatus and a substrate cooling method according to the present invention.
【図2】本発明に係わるイオン注入装置及び基板の冷却
方法において、ロードロック室の構成の一実施形態を示
す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing an embodiment of the configuration of a load lock chamber in the ion implantation apparatus and the substrate cooling method according to the present invention.
1a〜1c 基板載置台 2 ガラスカセット 3a〜3d ロボット 4 ロードロック室(低温気体吹付手段) 4a 入口ゲート 4b 出口ゲート 4c チャンバ 4d,4e 配管 4f 基板支持台 4g フィルタ 5a、5b ロボットチャンバ 6 プロセスチャンバ 7 イオン生成装置 8 ロードロック室 9 制御機器 10 モニターパネル A ガラス基板(基板) 1a to 1c Substrate mounting table 2 Glass cassettes 3a to 3d Robot 4 Load lock chamber (low temperature gas spraying means) 4a Entrance gate 4b Exit gate 4c Chambers 4d, 4e Piping 4f Substrate support 4g Filters 5a, 5b Robot chamber 6 Process chamber 7 Ion generator 8 Load lock chamber 9 Control equipment 10 Monitor panel A Glass substrate (substrate)
Claims (4)
であって、イオン注入される前の基板に低温気体を吹き
付ける低温気体吹付手段を具備することを特徴とするイ
オン注入装置。1. An ion implantation apparatus for implanting ions into a substrate, comprising: a low temperature gas spraying unit for spraying a low temperature gas onto the substrate before the ion implantation.
不純物を除去するフィルタを具備することを特徴とする
請求項2記載のイオン注入装置。2. The ion implanter according to claim 2, wherein the low temperature gas spraying means comprises a filter for removing impurities contained in the low temperature gas.
って、イオン注入に先立って基板を低温気体によって予
冷することを特徴とする基板の冷却方法。3. A cooling method for implanting ions into a substrate, wherein the substrate is pre-cooled with a low temperature gas prior to ion implantation.
とする請求項3記載の基板の冷却方法。4. The method for cooling a substrate according to claim 3, wherein the low temperature gas is dry nitrogen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8024429A JPH09219376A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion implantation apparatus and substrate cooling method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8024429A JPH09219376A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion implantation apparatus and substrate cooling method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09219376A true JPH09219376A (en) | 1997-08-19 |
Family
ID=12137918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8024429A Withdrawn JPH09219376A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion implantation apparatus and substrate cooling method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09219376A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014073460A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate cooling member, substrate processing device, and substrate processing method |
WO2017023583A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Axcelis Technologies, Inc. | High throughput cooled ion implantation system and method |
-
1996
- 1996-02-09 JP JP8024429A patent/JPH09219376A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014073460A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate cooling member, substrate processing device, and substrate processing method |
WO2017023583A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Axcelis Technologies, Inc. | High throughput cooled ion implantation system and method |
TWI712068B (en) * | 2015-08-04 | 2020-12-01 | 美商艾克塞利斯科技公司 | High throughput cooled ion implantation system and method |
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