JP2004022673A

JP2004022673A - Oxidation treatment equipment and method of oxidation treatment

Info

Publication number: JP2004022673A
Application number: JP2002173253A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ooura; 大浦　由貴; Yasuhiro Mekawa; 女川　靖浩
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein oxidation advances and oxide film thickness increases, even though steam generation is terminated by residual moisture accumulated in a steam generation device, and a steam supply path connecting the steam generation device and an oxidation furnace, after a wet oxidation process. <P>SOLUTION: A combustion pipe 3 is made into a dual structure of an inner pipe 4 and an outer pipe 5, and H2 and O2 are supplied into the inner pipe 4 and steam is generated. A treatment gas, such as N2, is supplied from a treatment gas supply pipe 8 arranged between the outer pipe 5 and the inner pipe 4, while the gas is discharged in an exhaust pipe 7 installed in the inner pipe 4. A valve 25 and a bypass line 23, having a dehumidifying mechanism 24 connected to the upstream and the downstream sides of the steam supply pipe 22 by straddling the valve 25 are disposed. When steam is not generated, treatment gas is supplied to a treatment chamber 107 through the bypass line 23. Thus, residual moisture is prevented from being discharged to the treatment chamber, and increase in oxide film thickness is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハ等の基板から半導体素子を製造する為に、基板を酸化させる処理を行なう酸化処理装置に係り、特に水蒸気を処理室の外部で生成する水蒸気発生装置を備えた所謂ウェット酸化を行なう酸化処理装置、およびその酸化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の水蒸気発生装置を備えた酸化処理装置としては、ボートによりウエハを水平姿勢で多段に保持して処理室内に挿入し、該処理室内に水蒸気を供給してウエハ表面に酸化膜を形成する縦型酸化処理装置がある。
【０００３】
一般的な縦型酸化処理装置の構造は図５の如くであり、大まかに酸化処理装置１００は、酸化炉１０１と水蒸気発生装置１０２とそれら両者を接続する水蒸気供給路１０３から構成されている。
【０００４】
酸化炉１０１は、加熱源であるヒータ１０４に囲まれた反応管１０５を有しており、その反応管１０５の内部に水蒸気によりウエハ１０６を酸化処理させる処理室１０７が形成されている。この処理室１０７にボート１０８が、図示しないボートエレベータによって挿入される様になっており、ボート１０８には水平姿勢のウエハ１０６が所要のピッチで多段に収容されている。反応管１０５には、導入管１０９と排気管１１０が設けられており、後述する水蒸気発生装置１０２にて生成された水蒸気を導入管１０９により処理室１０７へ導入し、排気管１１０により処理室１０７から水蒸気が排気される。
【０００５】
図示の水蒸気発生装置１０２は、Ｈ２（水素）とＯ２（酸素）とを反応（燃焼）させて水蒸気を生成する所謂パイロジェニック酸化方式のものであり、外部燃焼装置と呼ばれる事もある。この様な外部燃焼装置のものとしては、近年、膜の均一性向上、低温度処理の為に、触媒反応方式のものも市販されている。
【０００６】
また、ここでは図示しないが、この他の水蒸気発生装置としては、スチーム酸化方式のものが知られている。これは、純水を貯留させたタンクを加熱し、タンク内の純水を沸騰させ水蒸気にして水蒸気供給路を介して処理室へ送り込むものである。
【０００７】
水蒸気発生装置１０２は、水蒸気生成の為の反応空間を提供する燃焼管１１１と、Ｈ２、Ｏ２を燃焼管１１１の中へ導入する処理ガス導入管１１２と、燃焼管内のＨ２、Ｏ２を加熱するヒータ１１３とから構成されている。
【０００８】
処理ガス導入管１１２は、水蒸気の生成時にＨ２、Ｏ２を導入するが、水蒸気の生成をしていない時にＮ２（窒素）等の処理ガスを流す場合にも使用される。また、図５では、簡略的に処理ガス導入管１１２を１本としているが、実際には複数本にして設ける場合もある。
【０００９】
上記の様な構成の酸化処理装置の酸化処理は次の様なステップで行なわれる。
【００１０】
（ステップ１）ボート１０８をその上に載置したエレベータ（図中省略）によりボート１０８が処理室１０７から下方に引出された状態でウエハ１０６がウエハ移載機（図中省略）によりウエハカセット（図中省略）からボート１０８へ装填される。この時ヒータ１０４の加熱温度は、処理室１０７内へ装入、引出しをするのに、ウエハ１０６にストレスの掛らない温度、例えば処理室１０７内が７００℃となる様に設定され、処理室１０７へのボート装入の準備をしておくのが効率的である。
【００１１】
また、処理室１０７内へは、清浄度を保つ目的で、Ｎ２等の不活性な処理ガスを処理ガス供給管１１２から流しておくと、製品の特性向上に役立つ。
【００１２】
（ステップ２）上記の様な準備のなされた処理室１０７内にボート１０８はエレベータより装入される。
【００１３】
（ステップ３）次に処理室内温度を、例えば８００℃へ昇温させ、酸化速度を上げることに寄与させる。また、昇温直後は処理室内温度が安定せず８００℃から大きく上下するので、安定するまで一定時間を保つのが一般的である。
【００１４】
（ステップ４）温度が安定したところで、水蒸気発生装置１０２の処理ガス供給管１１２からＯ２、Ｈ２を流し、燃焼管１１１内で水蒸気を生成する。生成された水蒸気は水蒸気供給路１０３を通って、反応管１０５の供給管１０９へ送られ、反応管１０５の上部から処理室１０７へ供給される。水蒸気は処理室１０７を下降し排気管１１０から排出される。かくして、ウエハ１０６上に酸化膜が形成される。
【００１５】
（ステップ５）次に所望する酸化膜が形成されたならば、水蒸気生成を停止させる為、処理ガス供給管１１２のＨ２、Ｏ２の供給を止め、それに変わり処理ガス供給管１１２は、Ｎ２の供給を始める。このＮ２により処理室１０７内の水蒸気を排除する。
【００１６】
（ステップ６）処理室１０７内の水蒸気排除が完了したならば、上述のステップ１と逆の動作により、処理室内温度をボート引出し温度まで下げ、処理室１０７からボート１０８を引出す。そして、ボート１０８上のウエハ１０６の温度が、ウエハ移載機、移し替え先のウエハ保持具（ウエハカセット等）の耐え得る温度にまで下がったところで、ウエハ移載機によりボート１０８からウエハ１０６を取出す。
【００１７】
以上のようなステップによりウエハ１０６上に酸化膜が形成される酸化処理が行なわれる。
【００１８】
ところで、この様な水蒸気発生装置１０２を用いた酸化処理は、一般的にウェット酸化と呼ばれており、酸化処理装置１００へのウエハの投入から払出までの酸化処理装置１００内の一連の流れを全てひっくるめてウェット酸化工程と呼ばれることがある。しかしながら、以下の説明では、水蒸気生成を行なっている時のことをウェット酸化工程と定義する。
【００１９】
また、上記従来の酸化処理装置の酸化処理ステップでは、所望する酸化膜厚となった所で、上記に定義したウェット酸化工程を終了させるように制御されているが、近年では、薄膜の酸化膜形成を行なうにあたり、上記ウェット酸化工程後に（ステップ５と６との間に）、処理室内でアニール処理も行う様にする要望が増えている。このアニール処理は、ウエハ処理中に生じたウエハの結晶欠陥を修復する等のメリットがあると考えられており、使用される処理ガスは、ステップ５で使用しているＮ２をそのまま使う場合もあるし、その他の処理ガスに切りかえる場合もある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の酸化処理装置ではウェット酸化工程後、水蒸気は生成していないにも関わらず酸化が進行し酸化膜厚の増加が認められる。また、ウェット酸化工程に続きアニール処理を行なう場合も、同様に酸化膜厚の増加が認められ、アニール処理をしない場合よりも更に増加傾向が目立つ。これらの酸化膜の増加は、特にボート上方に積載されたウエハに顕著に現れ、ボート上方と下方とのウエハで膜厚の差が出て、ウエハ間膜厚均一性（ボート上下に渡るウエハ同士の比較による均一性）の低下が見られる。
【００２１】
上記のような酸化膜厚の増加がなぜ起こるのか本発明者は鋭意調査を行なった結果、水蒸気生成後も水蒸気発生装置の内部に残存している水分や、水蒸気発生装置と反応管との間の水蒸気供給路に生じた微量の結露等の残留水分が膜厚増加の原因である事、処理室への処理ガス導入が反応管の上方からであるのでボート上部に積載されたウエハの膜厚が特に増加するという事を突止めた。
【００２２】
本発明の目的は、水蒸気発生装置の内部や水蒸気発生装置と反応管との間の水蒸気供給路に生じた残留水分による、ウェット酸化工程後の酸化膜厚の増加を抑え、ウエハ間の膜厚均一性の低下を防止することの出来る酸化処理装置、および酸化処理方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１の発明に係る酸化処理装置は、基板を加熱し酸化処理する処理室と、前記処理室外に設けられ水素と酸素を反応させて水蒸気を生成する水蒸気発生装置と、前記水蒸気発生装置と前記処理室とを接続する水蒸気供給路とを具備する酸化処理装置において、前記水蒸気発生装置での水蒸気生成を停止した後に前記水蒸気発生装置内に窒素を供給する窒素供給路と、同じく水蒸気生成を停止した後に前記水蒸気発生装置内の排気を行なう排気路とを前記水蒸気発生装置に設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明に係る酸化処理装置は、基板を加熱し酸化処理する処理室と、前記処理室外に設けられた水蒸気を生成する水蒸気発生装置と、前記水蒸気発生装置と前記処理室とを接続する水蒸気供給路とを具備する酸化処理装置において、前記水蒸気供給路の途中にバルブと、前記バルブを跨ぎ前記水蒸気供給路の上流と下流とを接続したバイパスラインと、前記バイパスラインの途中に除湿機構とを設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明に係る酸化処理方法は、水蒸気発生装置にて水素と酸素を反応させて水蒸気を生成し反応室へ前記水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気発生装置での水素と酸素の反応を停止させた後、前記水蒸気発生装置の内部を排気しつつ窒素を供給する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項４の発明に係る酸化処理方法は、水蒸気供給路と途中の設けられたバルブを開け、水蒸気発生装置にて水蒸気を生成し水蒸気供給路を介して反応室へ前記水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気発生装置での水蒸気生成を停止した後、水蒸気供給路のバルブを閉じる工程と、前記バルブを閉じる工程と同時または後に前記水蒸気供給路に窒素を供給し、バイパスラインおよび除湿機構を通して前記窒素を処理室へ供給する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
【作用】本発明では、ウェット酸化工程後、水蒸気発生装置内に窒素を導入しつつ排気する。これにより、水蒸気発生装置内の残留水分は、処理室へ進入することを抑える事ができる。
【００２８】
また、本発明では、ウェット酸化工程後の水蒸気発生装置からの気体の流れは、水蒸気供給路に設けられたバルブを閉じ、水蒸気発生装置から処理室への流路をバイパスラインに切りかえて、バイパスラインに設けた除湿装置を通すようにしたので、水蒸気発生装置内および水蒸気供給路内の残留水分が処理室へ侵入することを抑えることができる。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。尚、下記の実施形態においては、従来と同一の構成物には、同一の記号を付してある。
【００２９】
（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態である酸化処理装置１を説明するための概略断面図である。
【００３０】
本実施形態の酸化処理装置１は、従来の酸化処理装置１００と比べ水蒸気発生装置２の中に特徴を有している。
【００３１】
本実施形態における水蒸気発生装置２は、燃焼管３を二重構造とするべく内管４が設けられており、その内管４は外管５とほぼ同心に設けられ、ウェット酸化工程時のＨ２、Ｏ２はこの内管４内に導入される様に第１の処理ガス導入管６が備えられている。また、内管４内には第１の処理ガス導入管６の他に、ウェット酸化工程以外の時に燃焼管３内を排気する排気管７も備えられている。内管４と外管５との間には、ウェット酸化工程以外の時に使用されるＮ２等の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給管８が備えられており、外管５の外側にヒータ９が設けられた構成となっている。
【００３２】
前記第１の処理ガス導入管６、排気管７が貫通して設けられている面と対向する前記内管４の天井面４ａは、筒抜けの無天井でも良いが、図２（Ａ）や（Ｂ）に示した様に１つ又は複数の孔１０を有する有天井とする事が望ましい。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００３３】
この様に孔付き有天井とする事で、内管４内から処理室１０７方向へ向かおうとする残留水分を効果的にシャットアウトできる。すなわち、水蒸気は燃焼管３のうち内管４の中で生成されるので、多くの残留水分は内管４内に存在する訳であるが、無天井の場合は、外管５と内管４との間の圧力と、内管４内の圧力との差はあまり期待できず、内管４内の残留水分が外へ流出し処理室１０７側へ放出される可能性がある。それに比べ、孔付き有天井の場合は、ウェット酸化工程後、外管５と内管４との間に設けられた第２の処理ガス導入管８から窒素等を供給しつつ、内管４内に設けられた排気管７から排気を行なうので、孔がオリフィス的な役割を果たし、外管５と内管４との間の圧力よりも、内管４内の圧力の方が低くでき、内管４の外へ残留水分が流出し難くなり、結果として、処理室１０７へ残留水分の放出が抑えられる。
【００３４】
尚、排気管７からの排気を行っている際の、第２の処理ガス導入管８からのＮ２等の処理ガス導入量は、排気管７の排気量と同等以上としておくことが望ましい。なぜならば、排気量の方が導入量よりも多くなと、燃焼管３内が負圧となり処理室１０７の雰囲気が水蒸気供給路１０３を介し逆流してくる可能性があるからである。また、処理室１０７へＮ２等の処理ガスを供給する場合には、排気量よりも導入量を多くすることで可能となる。
【００３５】
次に、上記第１の実施形態における酸化処理方法について説明する。
【００３６】
（ステップ１）ボート１０８をその上に載置したエレベータ（図中省略）によりボートが処理室１０７から下方に引出された状態でウエハ１０６がウエハ移載機（図中省略）によりウエハカセット（図中省略）からボート１０８へ装填される。この時ヒータ１０４の加熱温度は、処理室１０７内へ装入、引出しをするのに、ウエハ１０６にストレスの掛らない温度、例えば処理室内が７００℃となる様に設定され、処理室１０７へのボート装入の準備をしておくのが効率的である。
【００３７】
また、処理室内へは、清浄度を保つ目的で、Ｎ２等の不活性な処理ガスを第２の処理ガス供給管８から流しておくと、製品の特性向上に役立つ。本実施例での不活性な処理ガスは、Ｎ２を供給する事として以下説明する。またこの時、排気管７で排気も行っておくと、本ステップ１が開始される前の酸化処理時（本ステップ１以前のステップ１から６の間）に出来た残留水分をより完全に除去する事ができる。
【００３８】
（ステップ２）上記の様な準備のなされた処理室１０７内にボート１０８はエレベータより装入される。
【００３９】
（ステップ３）次に処理室内温度を、例えば８００℃へ昇温させ、酸化速度を上げることに寄与させる。また、昇温直後は処理室内温度が安定せず８００℃から大きく上下するので、安定するまで一定時間を保つのが一般的である。
【００４０】
（ステップ４）温度が安定したところで、水蒸気発生装置２の第２の処理ガス供給管８からのＮ２供給を停止し、第１の処理ガス供給管６からＯ２、Ｈ２の供給を開始し、燃焼管３内で水蒸気を生成する。尚、この時に第２の処理ガス供給管８のＮ２は停止せず、水蒸気生成を行なっている間は供給し続ける様しても良い。そうする事により生成される水蒸気の希釈を行なうことが可能となる。生成された水蒸気は水蒸気供給路１０３を通って、反応管１０５の供給管１０７へ送られ、反応管１０５の上部から処理室１０７へ供給される。水蒸気は処理室１０７を下降し排気管１１０から排出される。かくして、ウエハ１０６上に酸化膜が形成される。
【００４１】
（ステップ５）次に所望する酸化膜が形成されたならば、水蒸気生成を停止させる為、第１の処理ガス供給管６からのＨ２、Ｏ２の供給を停止し、それに変わり第２の処理ガス供給管８からＮ２の供給と、排気管７からの排気を開始する。ここでは、Ｎ２により処理室１０７内の水蒸気を排除する為、排気管７の排気量よりも第２の処理ガス供給管８からのＮ２導入量の方を多く設定している。
【００４２】
（ステップ６）処理室１０７内の水蒸気排除が完了したならば、上述のステップ１と逆の動作により、処理室内温度をボート引出し温度まで下げ、処理室１０７からボート１０８を引出す。そして、ボート１０８上のウエハ１０６の温度が、ウエハ移載機、移し替え先のウエハ保持具（ウエハカセット等）の耐え得る温度にまで下がったところで、ウエハ移載機によりボートからウエハを取出す。
【００４３】
第２の処理ガス供給管８のＮ２導入および排気管７の排気は、上記ステップ１が再び始まるまで行っておくことが望ましい。また、アニール処理を行なう場合であって、Ｎ２以外の処理ガスを用いる場合は、上記ステップ５の後に、第２の処理ガス供給管から導入する処理ガスをＮ２からＮ２以外の処理ガスに切り替え、アニール処理後は再びＮ２に戻し上記ステップ６を行なう。
【００４４】
（第２の実施形態）図３は、本実施形態の酸化処理装置を説明するための概略断面図である。
【００４５】
本実施形態の酸化処理装置２１は、従来の酸化処理装置１００と比べ水蒸気供給路２２に特徴がある。
【００４６】
本実施形態における水蒸気供給路２２は、途中にバルブ２３を有しており、このバルブ２３を跨ぐようにバルブの上流側２２ａと下流側２２ｂとに接続されたバイパスライン２３を備えている。バイパスライン２３には、除湿装置２４が設けられている。除湿装置２４の中には除湿材（図示省略）が封入されており、除湿材が水分を吸着する。除湿材としては、多孔質セラミクス、活性アルミナ、シカカゲル等が用いられる。
【００４７】
酸化炉１０１、水蒸気発生装置１０２については、従来の酸化処理装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
上記の様な構成にある第２の実施形態の酸化処理は次の様なステップで行なわれる。
【００４９】
（ステップ１）ボート１０７と連設されたエレベータ（図中省略）によりボート１０８が反応管１０５から下方に引出された状態でウエハ１０６がウエハ移載機（図中省略）によりボート１０８へ装填される。この時ヒータの加熱温度は、処理室１０７内へ装入、引出しをするのに、ウエハ１０６にストレスの掛らない温度、例えば処理室１０７内が７００℃となる様に設定され、処理室１０７へのボート装入の準備をしておくのが効率的である。
【００５０】
また、処理室１０７内へは、清浄度を保つ目的で、Ｎ２等の不活性ガスを処理ガス供給管１１２から流しておくと、製品の特性向上に役立つ。本実施例での不活性ガスは、Ｎ２を供給する事として以下説明する。
【００５１】
この時のＮ２の供給は、バイパスライン２３を通して行なわれる様にバルブ２５を閉じておくことが望ましい。
【００５２】
（ステップ２）上記の様な準備のなされた処理室１０７内にボート１０８はエレベータより装入される。
【００５３】
（ステップ３）次に処理室内温度を、例えば８００℃へ昇温させ、酸化速度を上げることに寄与させる。また、昇温直後は処理室内温度が安定せず８００℃から大きく上下するので、安定するまで一定時間を保つのが一般的である。
【００５４】
（ステップ４）温度が安定したところで、バルブ２５を開き、水蒸気発生装置１０２の処理ガス供給管１１２からＯ２、Ｈ２を流し、燃焼管１１１内で水蒸気を生成する。生成された水蒸気は水蒸気供給路２２を通って、反応管１０５の供給管１０９へ送られ、反応管１０５の上部から処理室１０７へ供給される。水蒸気は処理室１０７を下降し排気管１１０から排出される。かくして、ウエハ１０６上に酸化膜が形成される。
【００５５】
（ステップ５）次に所望する酸化膜が形成されたならば、水蒸気生成を停止させる為、処理ガス供給管１１２からのＨ２、Ｏ２の供給を停止し、それに変わり処理ガス供給管１１２は、Ｎ２の供給を始める。このＮ２供給より少し前か、または供給と同時にバルブ２５は閉じられる。処理ガス供給管１１２からのＮ２は、バルブ２５が閉じられたことによりバイパスライン２３を通って処理室１０７内へ供給されることとなる。これにより、Ｎ２はバイパスライン２３の途中に設けられた除湿機構２４を通る事となるので、残留水分がＮ２に混じっていたとしても除湿機構２４で排除され、除湿機構２４から出たＮ２は乾燥したＮ２となる。
【００５６】
尚、バイパスライン２３ｂと水蒸気供給路２２ｂとの接合点Ｃは、できる限り導入管１０９に近い位置とする事が望ましい。遠い位置にある場合、せっかく除湿装置２４にて乾燥させても、その後の水蒸気供給路２２ｂに残留水分があった場合、効果が低下するからである。
【００５７】
（ステップ６）処理室１０７内の水蒸気排除が完了したならば、上述のステップ１と逆の動作により、処理室内温度をボート引出し温度まで下げ、処理室１０７からボート１０８を引出す。そして、ボート１０８上のウエハ１０６の温度が、ウエハ移載機、移し替え先のウエハ保持具（ウエハカセット等）の耐え得る温度にまで下がったところで、ウエハ移載機によりボート１０８からウエハ１０６を取出す。
【００５８】
バルブ２５を閉じバイパスライン２２でＮ２を供給することは、水蒸気発生装置１０２での水蒸気生成が再び始まるまで行っておくことが望ましい。また、アニール処理を酸化処理工程の後に続けて行なう場合も、バイパスライン２２を通してＮ２またはそれ以外のアニール処理用の処理ガスを流した方が良い。アニール処理後は再びＮ２に戻し上記ステップ６を行なう。
【００５９】
以上が第２の実施例の酸化処理ステップであるが、除湿機構２４内の除湿材は、水分を吸着していく事で吸着効果が段々落ちてしまうので、吸着効果が薄れない内に、自動メンテナンスを行なえる構成にしておく事が望ましい。
【００６０】
すなわち、自動メンテナンスを行なえる構成とは、除湿機構２４内にある除湿材を加熱できる加熱手段（図示省略）と、除湿機構２４内を排気できる排気用バルブ２７を有するベントライン２６と、除湿機構２４よりも下流のバイパスライン２３ｂにメンテナンス用バルブ２８とを酸化処理装置２１に設けておく事で実現できる。
【００６１】
自動メンテナンスを行なうサイクルは、例えば、上記ステップ１からステップ６（ステップ途中にアニール処理を行なう場合もある）までを何回行なったか酸化処理装置２１を制御しているコントローラ（図示省略）でカウントしておき、任意の回数となった所で自動的に前記コントローラがメンテナンスを行なう指令を出す様にしても良い。又、下流側のバイパス配管２３ｂに水分検知手段（図示省略）を設けておき、ある以上の濃度の水分が検出された時に前記コントローラからメンテナンス指令が出る様にしても良い。
【００６２】
上記の様なサイクルで前記コントローラからメンテナンス指令が出ると、前記除湿機構２４に設けられた前記加熱手段は加熱を始める。また、バルブ２５およびメンテナンス用バルブ２８の両方が閉じられ、ベントライン２６に設けられた排気バルブ２７は開けられる。（バルブ２５は、ウェット酸化工程後から継続的に閉じられている）そして、処理ガス供給管１１２からＮ２が供給され、加熱手段により加熱された除湿材は吸着していた水分を蒸発させ、蒸発した水分はＮ２によりベントライン２６へ押し出され排気される。
【００６３】
この様な自動メンテナンスを行なう事により、除湿材は人手不用で何回も使用が可能となる。尚、上記の自動メンテナンスでは、Ｎ２で蒸発した水分を押し出しているが、ここでは押し出す圧力が掛れば良いだけなのでＮ２以外の処理ガスでも問題は無い。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、水蒸気発生装置の内部や水蒸気発生装置と反応管との間の水蒸気供給路に生じた残留水分が処理室へ侵入する事を抑えることができ、ウェット酸化工程後の酸化膜厚の増加防止、ウエハ間の膜厚均一性の低下防止を実現することの出来る。
【００６５】
尚、上記第１の実施形態および第２の実施形態は、上記の如く夫々別個で実施しても効果があるが、図４に示した様に第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた酸化処理装置とすることにより更に上記効果を発揮する事となる。
【００６６】
また、上記第１の実施形態、第２の実施形態ともにパイロジェニック方式の水蒸気発生装置で説明していたが、第２の実施形態においては、パイロジェニック方式に限らず、スチーム酸化方式の水蒸気発生装置を有する酸化処理装置にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施形態による酸化処理装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の内管天井部４ａのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明第２の実施形態による酸化処理装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明第１の実施形態、第２の実施形態を組み合わせた酸化処理装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の酸化処理装置の要部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１、１００　　酸化処理装置
２、１０２　　水蒸気発生装置
３、１１１　　燃焼管
４　　内管（燃焼管）
５　　外管（燃焼管）
６　　第１の処理ガス導入管（水蒸気生成用）
７　　排気管
８　　第２の処理ガス導入管（酸化処理工程外、アニール時用）
９、１１３　　ヒータ
１０　　孔
２２、１０３　　水蒸気供給路
２２ａ　　上流側水蒸気供給路
２２ｂ　　下流側水蒸気供給路
２３　　バイパスライン
２３ａ　　上流側バイパスライン
２３ｂ　　下流側バイパスライン
２４　　除湿機構
２５　　バイパスライン
２６　　ベントライン
２７　　排気用バルブ
２８　　メンテナンス用バルブ
１０１　　酸化炉
１０４　　ヒータ
１０５　　反応管
１０６　　ウエハ
１０７　　処理室
１０８　　ボート
１０９　　導入管
１１０　　排気管
Ｃ　　下流側バイパスライン２３ｂと下流側水蒸気供給路２２Ｂの接続点[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxidation processing apparatus for performing a process for oxidizing a substrate in order to manufacture a semiconductor element from a substrate such as a silicon wafer, and more particularly to a so-called wet oxidation method including a steam generation apparatus for generating steam outside a processing chamber. The present invention relates to an oxidation treatment apparatus and a method for performing the oxidation treatment.
[0002]
[Prior art]
As an oxidation processing apparatus equipped with this type of water vapor generator, a wafer is held in multiple stages in a horizontal position by a boat, inserted into a processing chamber, and steam is supplied into the processing chamber to form an oxide film on the wafer surface. There is a vertical oxidation treatment device.
[0003]
The structure of a general vertical oxidizing apparatus is as shown in FIG. 5, and the oxidizing apparatus 100 is roughly composed of an oxidizing furnace 101, a steam generating apparatus 102, and a steam supply path 103 connecting them.
[0004]
The oxidation furnace 101 has a reaction tube 105 surrounded by a heater 104 serving as a heating source. Inside the reaction tube 105, a processing chamber 107 for oxidizing a wafer 106 with water vapor is formed. A boat 108 is inserted into the processing chamber 107 by a boat elevator (not shown), and wafers 106 in a horizontal position are stored in the boat 108 at a required pitch in multiple stages. The reaction tube 105 is provided with an introduction pipe 109 and an exhaust pipe 110. Steam generated by the steam generator 102 described later is introduced into the processing chamber 107 through the introduction pipe 109, and the processing chamber 107 is exhausted through the exhaust pipe 110. The steam is exhausted from the.
[0005]
The illustrated steam generator 102 is of a so-called pyrogenic oxidation type in which H2 (hydrogen) and O2 (oxygen) are reacted (burned) to generate steam, and may be called an external combustion device. As such an external combustion device, a catalytic reaction type device has recently been marketed for the purpose of improving the uniformity of the film and performing low-temperature treatment.
[0006]
Although not shown here, a steam oxidation system is known as another steam generator. In this method, a tank in which pure water is stored is heated, and the pure water in the tank is boiled to be converted into steam and sent to a processing chamber via a steam supply path.
[0007]
The steam generator 102 includes a combustion tube 111 that provides a reaction space for generating steam, a processing gas introduction tube 112 that introduces H2 and O2 into the combustion tube 111, and a heater that heats H2 and O2 in the combustion tube. 113.
[0008]
The processing gas introduction pipe 112 introduces H2 and O2 during generation of steam, but is also used when a processing gas such as N2 (nitrogen) is flowed when steam is not being generated. Further, in FIG. 5, the processing gas introduction pipe 112 is simply one, but in practice there may be a case where a plurality of processing gas introduction pipes 112 are provided.
[0009]
The oxidation treatment of the oxidation treatment apparatus having the above configuration is performed in the following steps.
[0010]
(Step 1) With the boat 108 pulled down from the processing chamber 107 by an elevator (omitted in the figure) on which the boat 108 is mounted, the wafer 106 is transferred to a wafer cassette (omitted in the figure) by a wafer transfer machine (omitted in the figure). (Omitted in the drawing) and loaded into the boat 108. At this time, the heating temperature of the heater 104 is set so that a stress is not applied to the wafer 106 for loading and unloading into the processing chamber 107, for example, 700 ° C. in the processing chamber 107. It is efficient to prepare the boat 107 for charging.
[0011]
In addition, if an inert processing gas such as N2 is allowed to flow from the processing gas supply pipe 112 into the processing chamber 107 for the purpose of maintaining cleanliness, the characteristics of the product can be improved.
[0012]
(Step 2) The boat 108 is loaded from the elevator into the processing chamber 107 prepared as described above.
[0013]
(Step 3) Next, the temperature in the processing chamber is raised to, for example, 800 ° C., thereby contributing to increasing the oxidation rate. Immediately after the temperature rise, the temperature in the processing chamber does not stabilize and greatly fluctuates from 800 ° C., so that it is general to maintain a certain time until the temperature stabilizes.
[0014]
(Step 4) When the temperature is stabilized, O2 and H2 are supplied from the processing gas supply pipe 112 of the steam generator 102 to generate steam in the combustion pipe 111. The generated water vapor is sent to the supply pipe 109 of the reaction tube 105 through the water vapor supply path 103, and is supplied from above the reaction tube 105 to the processing chamber 107. The steam descends through the processing chamber 107 and is discharged from the exhaust pipe 110. Thus, an oxide film is formed on the wafer 106.
[0015]
(Step 5) When a desired oxide film is formed next, the supply of H2 and O2 to the processing gas supply pipe 112 is stopped to stop the generation of water vapor, and the processing gas supply pipe 112 is supplied with N2 instead. Start. This N2 eliminates water vapor in the processing chamber 107.
[0016]
(Step 6) When the removal of water vapor in the processing chamber 107 is completed, the temperature of the processing chamber is lowered to the boat withdrawal temperature by the operation reverse to the above-described step 1, and the boat 108 is drawn from the processing chamber 107. Then, when the temperature of the wafer 106 on the boat 108 falls to a temperature that the wafer transfer device and the transfer destination wafer holder (such as a wafer cassette) can withstand, the wafer transfer device removes the wafer 106 from the boat 108. Take it out.
[0017]
Oxidation processing for forming an oxide film on wafer 106 is performed by the steps described above.
[0018]
By the way, such oxidation treatment using the steam generator 102 is generally called wet oxidation, and a series of flows in the oxidation treatment device 100 from the introduction of a wafer to the oxidation treatment device 100 to the discharge thereof. It is sometimes called a wet oxidation step by wrapping all of them. However, in the following description, the time when the steam is being generated is defined as the wet oxidation step.
[0019]
Further, in the oxidation treatment step of the above-mentioned conventional oxidation treatment apparatus, it is controlled so that the wet oxidation step as defined above is completed when a desired oxide film thickness is obtained. In performing the formation, there has been an increasing demand for performing an annealing process in the processing chamber after the wet oxidation process (between steps 5 and 6). This annealing treatment is considered to have an advantage such as repairing a crystal defect of the wafer generated during the wafer processing, and the processing gas used may be N2 used in step 5 as it is. In some cases, the processing gas is switched to another processing gas.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional oxidation treatment apparatus, after the wet oxidation step, the oxidation proceeds and the oxide film thickness increases even though no steam is generated. Also, in the case where the annealing treatment is performed subsequent to the wet oxidation step, an increase in the oxide film thickness is similarly observed, and the increasing tendency is more conspicuous than in the case where the annealing treatment is not performed. These increases in oxide film are particularly noticeable in wafers loaded above the boat, and there is a difference in film thickness between the wafers above and below the boat. (Uniformity based on comparison of the above).
[0021]
The present inventor has conducted intensive investigations as to why the increase in the oxide film thickness as described above has occurred. As a result, the moisture remaining inside the steam generator even after the generation of steam, and the presence of water between the steam generator and the reaction tube. The residual moisture such as a small amount of dew condensed in the water vapor supply path causes the film thickness to increase, and since the processing gas is introduced into the processing chamber from above the reaction tube, the film thickness of the wafer loaded on the boat Was found to increase in particular.
[0022]
An object of the present invention is to suppress an increase in an oxide film thickness after a wet oxidation step due to residual moisture generated in a steam supply passage between a steam generator and a reaction tube between a steam generator and a reaction tube. An object of the present invention is to provide an oxidation treatment apparatus and an oxidation treatment method capable of preventing a decrease in uniformity.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, an oxidation treatment apparatus according to the invention of claim 1 comprises a treatment chamber for heating and oxidizing a substrate, and a steam generation device provided outside the treatment chamber for reacting hydrogen and oxygen to generate steam. And an oxidation treatment device comprising: a steam supply passage connecting the steam generation device and the processing chamber; and a nitrogen supply for supplying nitrogen into the steam generation device after stopping the steam generation in the steam generation device. The steam generator is provided with a passage and an exhaust passage for exhausting the steam generator after stopping the steam generation.
[0024]
An oxidation treatment apparatus according to a second aspect of the present invention includes a treatment chamber for heating and oxidizing a substrate, a steam generator provided outside the treatment chamber to generate steam, and connecting the steam generator and the treatment chamber. An oxidation treatment apparatus having a steam supply path that performs the following steps: a valve in the middle of the steam supply path, a bypass line that straddles the valve and connects the upstream and downstream of the steam supply path, and dehumidification in the middle of the bypass line. And a mechanism is provided.
[0025]
An oxidation treatment method according to a third aspect of the present invention is a method for producing a steam by reacting hydrogen and oxygen in a steam generator and supplying the steam to a reaction chamber, and a reaction between the hydrogen and oxygen in the steam generator. Stopping the supply of water, and then supplying nitrogen while exhausting the inside of the steam generator.
[0026]
In the oxidation treatment method according to the fourth aspect of the present invention, a steam supply passage and a valve provided on the way are opened, steam is generated by a steam generator, and the steam is supplied to the reaction chamber through the steam supply passage. A step of closing the valve of the steam supply path after stopping the steam generation in the steam generation device, and supplying nitrogen to the steam supply path simultaneously with or after the step of closing the valve, and a bypass line and a dehumidifying mechanism. And supplying the nitrogen to the processing chamber through
[0027]
According to the present invention, after the wet oxidation step, exhaust is performed while introducing nitrogen into the steam generator. Thereby, it is possible to suppress the residual moisture in the steam generator from entering the processing chamber.
[0028]
Further, in the present invention, the gas flow from the steam generator after the wet oxidation step is performed by closing a valve provided in the steam supply path, switching the flow path from the steam generator to the processing chamber to a bypass line, Since the moisture is passed through the dehumidifier provided in the line, it is possible to suppress the residual moisture in the steam generator and the steam supply path from entering the processing chamber.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals.
[0029]
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an oxidation treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
[0030]
The oxidation processing apparatus 1 of the present embodiment is characterized in the steam generation apparatus 2 as compared with the conventional oxidation processing apparatus 100.
[0031]
The steam generator 2 in the present embodiment is provided with an inner tube 4 so that the combustion tube 3 has a double structure, and the inner tube 4 is provided substantially concentrically with the outer tube 5, and the H 2 in the wet oxidation step is reduced. , O2 are provided in a first processing gas introduction pipe 6 so as to be introduced into the inner pipe 4. In addition to the first processing gas introduction pipe 6, the inner pipe 4 is provided with an exhaust pipe 7 that exhausts the inside of the combustion pipe 3 at times other than the wet oxidation step. Between the inner pipe 4 and the outer pipe 5, there is provided a second processing gas supply pipe 8 for supplying a processing gas such as N 2 used at times other than the wet oxidation step. The configuration is such that a heater 9 is provided.
[0032]
The ceiling surface 4a of the inner tube 4 facing the surface through which the first processing gas introduction pipe 6 and the exhaust pipe 7 are provided may be a non-ceiling without a cylinder. It is desirable to have a ceiling with one or a plurality of holes 10 as shown in B). FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
[0033]
By forming a ceiling with holes in this way, residual moisture that tends to go from the inside of the inner tube 4 toward the processing chamber 107 can be effectively shut out. That is, since water vapor is generated in the inner tube 4 of the combustion tube 3, a large amount of residual moisture exists in the inner tube 4. However, in the case of no ceiling, the outer tube 5 and the inner tube 4 And the pressure in the inner tube 4 cannot be expected much, and the residual moisture in the inner tube 4 may flow out and be discharged to the processing chamber 107 side. On the other hand, in the case of a ceiling with holes, after the wet oxidation step, while supplying nitrogen or the like from the second processing gas introduction pipe 8 provided between the outer pipe 5 and the inner pipe 4, the inner pipe 4 Since the gas is exhausted from the exhaust pipe 7 provided in the inner pipe 4, the hole serves as an orifice, and the pressure in the inner pipe 4 can be lower than the pressure between the outer pipe 5 and the inner pipe 4. It becomes difficult for residual moisture to flow out of the tube 4, and as a result, the release of residual moisture to the processing chamber 107 is suppressed.
[0034]
It is desirable that the amount of the processing gas such as N 2 introduced from the second processing gas introduction pipe 8 during the exhaust from the exhaust pipe 7 be equal to or greater than the exhaust amount of the exhaust pipe 7. This is because, if the amount of exhaust is larger than the amount of introduction, the inside of the combustion tube 3 becomes negative pressure and the atmosphere in the processing chamber 107 may flow backward through the steam supply path 103. Further, when a processing gas such as N2 is supplied to the processing chamber 107, the supply amount can be increased by setting the introduction amount larger than the exhaust amount.
[0035]
Next, an oxidation treatment method according to the first embodiment will be described.
[0036]
(Step 1) In a state where the boat is pulled down from the processing chamber 107 by an elevator (omitted in the figure) on which the boat 108 is mounted, the wafers 106 are transferred to a wafer cassette (not shown) by a wafer transfer machine (omitted in the figure). (Omitted in the middle) to the boat 108. At this time, the heating temperature of the heater 104 is set so that a stress is not applied to the wafer 106 for loading and unloading into the processing chamber 107, for example, 700 ° C. in the processing chamber. It is efficient to prepare for boat loading.
[0037]
In addition, if an inert processing gas such as N2 is allowed to flow from the second processing gas supply pipe 8 into the processing chamber for the purpose of maintaining cleanliness, the characteristics of the product can be improved. The following description is based on the assumption that N2 is supplied as the inert processing gas in this embodiment. At this time, if the exhaust pipe 7 is also evacuated, the residual moisture generated during the oxidizing process before this step 1 is started (between steps 1 to 6 before this step 1) is more completely removed. You can do it.
[0038]
(Step 2) The boat 108 is loaded from the elevator into the processing chamber 107 prepared as described above.
[0039]
(Step 3) Next, the temperature in the processing chamber is raised to, for example, 800 ° C., thereby contributing to increasing the oxidation rate. Immediately after the temperature rise, the temperature in the processing chamber does not stabilize and greatly fluctuates from 800 ° C., so that it is general to maintain a certain time until the temperature stabilizes.
[0040]
(Step 4) When the temperature is stabilized, supply of N2 from the second processing gas supply pipe 8 of the steam generator 2 is stopped, supply of O2 and H2 from the first processing gas supply pipe 6 is started, and combustion is performed. The steam is generated in the pipe 3. At this time, N2 of the second processing gas supply pipe 8 may not be stopped, and the supply may be continued while the steam is being generated. By doing so, it becomes possible to dilute the generated steam. The generated water vapor is sent to the supply pipe 107 of the reaction tube 105 through the water vapor supply path 103, and is supplied from above the reaction tube 105 to the processing chamber 107. The steam descends through the processing chamber 107 and is discharged from the exhaust pipe 110. Thus, an oxide film is formed on the wafer 106.
[0041]
(Step 5) When a desired oxide film is formed next, the supply of H2 and O2 from the first processing gas supply pipe 6 is stopped to stop the generation of water vapor, and the second processing gas is changed instead. The supply of N2 from the supply pipe 8 and the exhaust from the exhaust pipe 7 are started. Here, the amount of N2 introduced from the second processing gas supply pipe 8 is set to be larger than the exhaust amount of the exhaust pipe 7 in order to eliminate water vapor in the processing chamber 107 by N2.
[0042]
(Step 6) When the removal of water vapor in the processing chamber 107 is completed, the temperature of the processing chamber is lowered to the boat withdrawal temperature by the operation reverse to the above-described step 1, and the boat 108 is drawn from the processing chamber 107. Then, when the temperature of the wafers 106 on the boat 108 falls to a temperature that the wafer transfer machine and the transfer destination wafer holder (such as a wafer cassette) can withstand, the wafer transfer machine takes out the wafers from the boat.
[0043]
It is desirable that the introduction of N2 into the second processing gas supply pipe 8 and the exhaustion of the exhaust pipe 7 be performed until Step 1 starts again. When performing the annealing process and using a processing gas other than N2, the processing gas introduced from the second processing gas supply pipe is switched from N2 to a processing gas other than N2 after the step 5; After the annealing, the pressure is returned to N2 again, and the above step 6 is performed.
[0044]
(Second Embodiment) FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining an oxidation treatment apparatus of the present embodiment.
[0045]
The oxidation apparatus 21 of the present embodiment is characterized by a steam supply path 22 as compared with the conventional oxidation apparatus 100.
[0046]
The steam supply passage 22 in the present embodiment has a valve 23 in the middle, and includes a bypass line 23 connected to the upstream side 22a and the downstream side 22b of the valve so as to straddle the valve 23. A dehumidifier 24 is provided in the bypass line 23. A dehumidifier (not shown) is sealed in the dehumidifier 24, and the dehumidifier adsorbs moisture. As the dehumidifying material, porous ceramics, activated alumina, deer gel, or the like is used.
[0047]
The oxidation furnace 101 and the steam generator 102 are the same as those of the conventional oxidation processing apparatus 100, and thus the description is omitted.
[0048]
The oxidation process of the second embodiment having the above configuration is performed in the following steps.
[0049]
(Step 1) The wafer 106 is loaded into the boat 108 by a wafer transfer machine (omitted in the figure) while the boat 108 is pulled down from the reaction tube 105 by an elevator (omitted in the figure) connected to the boat 107. You. At this time, the heating temperature of the heater is set so that a stress is not applied to the wafer 106 for loading and unloading into the processing chamber 107, for example, 700 ° C. in the processing chamber 107. It is efficient to prepare the boat for charging.
[0050]
In addition, if an inert gas such as N2 is allowed to flow from the processing gas supply pipe 112 into the processing chamber 107 for the purpose of maintaining cleanliness, the characteristics of the product can be improved. The following description is based on the assumption that N2 is supplied as the inert gas in this embodiment.
[0051]
At this time, it is desirable to close the valve 25 so that the supply of N2 is performed through the bypass line 23.
[0052]
(Step 2) The boat 108 is loaded from the elevator into the processing chamber 107 prepared as described above.
[0053]
(Step 3) Next, the temperature in the processing chamber is raised to, for example, 800 ° C., thereby contributing to increasing the oxidation rate. Immediately after the temperature rise, the temperature in the processing chamber does not stabilize and greatly fluctuates from 800 ° C., so that it is general to maintain a certain time until the temperature stabilizes.
[0054]
(Step 4) When the temperature is stabilized, the valve 25 is opened, O2 and H2 are flowed from the processing gas supply pipe 112 of the steam generator 102, and steam is generated in the combustion pipe 111. The generated water vapor is sent to the supply pipe 109 of the reaction tube 105 through the water vapor supply path 22, and is supplied from above the reaction tube 105 to the processing chamber 107. The steam descends through the processing chamber 107 and is discharged from the exhaust pipe 110. Thus, an oxide film is formed on the wafer 106.
[0055]
(Step 5) When a desired oxide film is formed next, the supply of H2 and O2 from the processing gas supply pipe 112 is stopped in order to stop the generation of water vapor. Start supplying. The valve 25 is closed shortly before or simultaneously with this N2 supply. N2 from the processing gas supply pipe 112 is supplied into the processing chamber 107 through the bypass line 23 when the valve 25 is closed. As a result, N2 passes through the dehumidifying mechanism 24 provided in the middle of the bypass line 23. Therefore, even if residual moisture is mixed with N2, the N2 is eliminated by the dehumidifying mechanism 24, and N2 coming out of the dehumidifying mechanism 24 is dried. N2.
[0056]
It is desirable that the junction C between the bypass line 23b and the steam supply path 22b be located as close as possible to the introduction pipe 109. This is because, if it is at a distant position, even if it is dried by the dehumidifier 24, the effect will be reduced if there is residual moisture in the steam supply path 22b thereafter.
[0057]
(Step 6) When the removal of water vapor in the processing chamber 107 is completed, the temperature of the processing chamber is lowered to the boat withdrawal temperature by the operation reverse to the above-described step 1, and the boat 108 is drawn from the processing chamber 107. Then, when the temperature of the wafer 106 on the boat 108 falls to a temperature that the wafer transfer device and the transfer destination wafer holder (such as a wafer cassette) can withstand, the wafer transfer device removes the wafer 106 from the boat 108. Take it out.
[0058]
It is desirable to close the valve 25 and supply N2 through the bypass line 22 until the steam generation in the steam generator 102 starts again. Also, in the case where the annealing process is performed after the oxidation process step, it is better to flow N2 or another processing gas for the annealing process through the bypass line 22. After the annealing, the pressure is returned to N2 again, and the above step 6 is performed.
[0059]
The above is the oxidation treatment step of the second embodiment. However, the dehumidifying material in the dehumidifying mechanism 24 gradually reduces the adsorption effect by adsorbing moisture. It is desirable to have a configuration that allows maintenance.
[0060]
That is, the configuration capable of performing the automatic maintenance includes a heating means (not shown) capable of heating the dehumidifying material in the dehumidifying mechanism 24, a vent line 26 having an exhaust valve 27 capable of exhausting the dehumidifying mechanism 24, and a dehumidifying mechanism. This can be realized by providing a maintenance valve 28 in the oxidation treatment apparatus 21 in the bypass line 23b downstream of the apparatus 24.
[0061]
In the cycle of performing the automatic maintenance, for example, the controller (not shown) controlling the oxidation processing apparatus 21 counts how many times the above steps 1 to 6 (the annealing process may be performed in the middle of the steps) are performed. In addition, the controller may automatically issue a maintenance command at an arbitrary number of times. Further, a moisture detecting means (not shown) may be provided in the bypass pipe 23b on the downstream side, and a maintenance command may be issued from the controller when moisture of a certain concentration or more is detected.
[0062]
When a maintenance command is issued from the controller in the above cycle, the heating means provided in the dehumidifying mechanism 24 starts heating. Further, both the valve 25 and the maintenance valve 28 are closed, and the exhaust valve 27 provided on the vent line 26 is opened. (The valve 25 is continuously closed after the wet oxidation step.) Then, N2 is supplied from the processing gas supply pipe 112, and the dehumidifying material heated by the heating means evaporates the adsorbed moisture and evaporates. The water thus obtained is pushed out to the vent line 26 by N2 and exhausted.
[0063]
By performing such automatic maintenance, the dehumidifying material can be used many times without requiring any manual operation. In the above-mentioned automatic maintenance, the moisture evaporated in N2 is pushed out, but here, it is only necessary to apply the pushing pressure, so that there is no problem even with a processing gas other than N2.
[0064]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the residual water | moisture content which generate | occur | produced in the steam supply path between the inside of a steam generator or a steam generator and a reaction tube intrudes into a process chamber, and the oxide film after a wet oxidation process It is possible to prevent an increase in thickness and a reduction in uniformity of film thickness between wafers.
[0065]
Although the first embodiment and the second embodiment are effective even if implemented separately as described above, the first embodiment and the second embodiment are different from each other as shown in FIG. The above effects can be further exhibited by using a combined oxidation treatment apparatus.
[0066]
Further, both the first embodiment and the second embodiment have been described with the pyrogenic type steam generating apparatus. However, the second embodiment is not limited to the pyrogenic type steam generating apparatus. The present invention can also be applied to an oxidation treatment device having a device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a main part of an oxidation treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of the inner tube ceiling portion 4a of FIG.
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a main part of an oxidation treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a main part of an oxidation treatment apparatus obtained by combining the first embodiment and the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a conventional oxidation treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 21, 100 oxidation treatment device 2, 102 steam generator 3, 111 combustion tube 4 inner tube (combustion tube)
5 Outer pipe (combustion pipe)
6 First processing gas inlet pipe (for steam generation)
7 Exhaust pipe 8 Second processing gas introduction pipe (outside the oxidation process, for annealing)
9, 113 Heater 10 Hole 22, 103 Steam supply path 22a Upstream steam supply path 22b Downstream steam supply path 23 Bypass line 23a Upstream bypass line 23b Downstream bypass line 24 Dehumidifying mechanism 25 Bypass line 26 Vent line 27 Exhaust valve 28 Maintenance valve 101 Oxidation furnace 104 Heater 105 Reaction tube 106 Wafer 107 Processing chamber 108 Boat 109 Inlet tube 110 Exhaust tube C Connection point between downstream bypass line 23b and downstream steam supply passage 22B

Claims

基板を加熱し酸化処理する処理室と、前記処理室外に設けられ水素と酸素を反応させて水蒸気を生成する水蒸気発生装置と、前記水蒸気発生装置と前記処理室とを接続する水蒸気供給路とを具備する酸化処理装置において、
前記水蒸気発生装置での水蒸気生成を停止した後に前記水蒸気発生装置内に窒素を供給する窒素供給路と、同じく水蒸気生成を停止した後に前記水蒸気発生装置内の排気を行なう排気路とを前記水蒸気発生装置に設けたことを特徴とする酸化処理装置。A processing chamber that heats and oxidizes the substrate, a steam generator that is provided outside the processing chamber and reacts hydrogen and oxygen to generate steam, and a steam supply path that connects the steam generator and the processing chamber. In the oxidation treatment device provided,
A nitrogen supply passage for supplying nitrogen into the steam generator after stopping the steam generation in the steam generator, and an exhaust passage for exhausting the steam in the steam generator after stopping the steam generation. An oxidation treatment device provided in the device.

基板を加熱し酸化処理する処理室と、前記処理室外に設けられた水蒸気を生成する水蒸気発生装置と、前記水蒸気発生装置と前記処理室とを接続する水蒸気供給路とを具備する酸化処理装置において、
前記水蒸気供給路の途中にバルブと、前記バルブを跨ぎ前記水蒸気供給路の上流と下流とを接続したバイパスラインと、前記バイパスラインの途中に除湿機構とを設けたことを特徴とする基板酸化処理装置。An oxidation treatment apparatus comprising: a treatment chamber that heats and oxidizes a substrate; a steam generator that is provided outside the treatment chamber to generate steam; and a steam supply path that connects the steam generator and the treatment chamber. ,
A substrate oxidation process, comprising: providing a valve in the middle of the steam supply path, a bypass line extending across the valve and connecting the upstream and downstream of the steam supply path, and a dehumidifying mechanism in the middle of the bypass line. apparatus.

水蒸気発生装置にて水素と酸素を反応させて水蒸気を生成し反応室へ前記水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気発生装置での水素と酸素の反応を停止させた後、前記水蒸気発生装置の内部を排気しつつ窒素を供給する工程とを備えたことを特徴とする酸化処理方法。Reacting hydrogen and oxygen in a steam generator to generate steam and supplying the steam to the reaction chamber; and stopping the reaction between hydrogen and oxygen in the steam generator, and then And supplying nitrogen while exhausting gas.

水蒸気供給路の途中に設けられたバルブを開け、水蒸気発生装置にて水蒸気を生成し、水蒸気供給路を介して反応室へ前記水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気発生装置での水蒸気生成を停止した後、前記バルブを閉じる工程と、前記バルブを閉じる工程と同時または後に前記水蒸気供給路に窒素を供給し、バイパスラインおよび除湿機構を通して前記窒素を処理室へ供給する工程とを備えたことを特徴とする酸化処理方法。Opening a valve provided in the middle of the steam supply path, generating steam in the steam generator, supplying the steam to the reaction chamber through the steam supply path, and stopping the steam generation in the steam generator. And then supplying nitrogen to the steam supply path simultaneously or after the step of closing the valve, and supplying the nitrogen to the processing chamber through a bypass line and a dehumidifying mechanism. Characteristic oxidation treatment method.