JPH09148318A - 酸化処理装置 - Google Patents
酸化処理装置Info
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- JPH09148318A JPH09148318A JP32828695A JP32828695A JPH09148318A JP H09148318 A JPH09148318 A JP H09148318A JP 32828695 A JP32828695 A JP 32828695A JP 32828695 A JP32828695 A JP 32828695A JP H09148318 A JPH09148318 A JP H09148318A
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- Japan
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- steam
- pure water
- lamp heater
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタルコンタミネーションを生ぜしめること
なく、熱効率を上げて発生する水蒸気量を増大させるこ
とができる酸化処理装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Wを高温下で酸化処理する処理
炉12と、赤外線透過部材よりなる耐熱性容器84と赤
外線を発生するランプヒータ部86とを有して導入され
た純水を前記ランプヒータ部からの輻射熱により蒸気化
する蒸気発生部54と、ここで発生した水蒸気を前記処
理炉へ供給する水蒸気供給通路56とを備えるようにす
る。これにより、容器内の純水をランプヒータ部からの
輻射熱で加熱し、蒸気化させる。
なく、熱効率を上げて発生する水蒸気量を増大させるこ
とができる酸化処理装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Wを高温下で酸化処理する処理
炉12と、赤外線透過部材よりなる耐熱性容器84と赤
外線を発生するランプヒータ部86とを有して導入され
た純水を前記ランプヒータ部からの輻射熱により蒸気化
する蒸気発生部54と、ここで発生した水蒸気を前記処
理炉へ供給する水蒸気供給通路56とを備えるようにす
る。これにより、容器内の純水をランプヒータ部からの
輻射熱で加熱し、蒸気化させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハに水蒸気を作用させて酸化処理を行なう酸化処理装置
に関する。
ハに水蒸気を作用させて酸化処理を行なう酸化処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造において
は、ゲート酸化膜や素子中の各種の絶縁膜を形成するた
めに半導体ウエハの表面に酸化膜を形成する酸化処理工
程があり、その酸化処理の一つの方法として、処理炉内
において半導体ウエハを高温下で水蒸気と接触させて酸
化(ウェット酸化)させる方法がある。そして、このよ
うな酸化処理を行なうために、例えば特公昭63−60
528号公報、特開昭63−210501号公報などに
示されているように、水素ガスと酸素ガスを燃焼させて
水蒸気を発生させる燃焼装置を処理炉の外部に独立させ
て設け、この燃焼装置により発生する水蒸気を水蒸気供
給管路を介して処理炉に供給する方法が知られている。
は、ゲート酸化膜や素子中の各種の絶縁膜を形成するた
めに半導体ウエハの表面に酸化膜を形成する酸化処理工
程があり、その酸化処理の一つの方法として、処理炉内
において半導体ウエハを高温下で水蒸気と接触させて酸
化(ウェット酸化)させる方法がある。そして、このよ
うな酸化処理を行なうために、例えば特公昭63−60
528号公報、特開昭63−210501号公報などに
示されているように、水素ガスと酸素ガスを燃焼させて
水蒸気を発生させる燃焼装置を処理炉の外部に独立させ
て設け、この燃焼装置により発生する水蒸気を水蒸気供
給管路を介して処理炉に供給する方法が知られている。
【0003】この方法によれば、処理炉内で水素ガスと
酸素ガスを燃焼させて水蒸気を発生させる方法と異な
り、処理炉における加熱状態を、燃焼装置の動作状態と
分離して制御することができるので、処理炉での半導体
ウエハに対する酸化処理を高い信頼性、安全性及び再現
性を持って実施することが可能になる。このような酸化
処理においては、半導体集積回路の特性を良好なものと
するには、酸化膜の膜質を如何に向上させるかが重要な
課題となるが、上記した燃焼装置は例えばステンレスス
チール等の金属によりその大部分が構成されているた
め、燃焼により発生した水蒸気中にステンレススチール
中に含まれる各種の金属が非常に僅かではあるが溶け出
し、これがためにウエハに対してメタルコンタミネーシ
ョンを生ぜしめてしまうという問題があった。
酸素ガスを燃焼させて水蒸気を発生させる方法と異な
り、処理炉における加熱状態を、燃焼装置の動作状態と
分離して制御することができるので、処理炉での半導体
ウエハに対する酸化処理を高い信頼性、安全性及び再現
性を持って実施することが可能になる。このような酸化
処理においては、半導体集積回路の特性を良好なものと
するには、酸化膜の膜質を如何に向上させるかが重要な
課題となるが、上記した燃焼装置は例えばステンレスス
チール等の金属によりその大部分が構成されているた
め、燃焼により発生した水蒸気中にステンレススチール
中に含まれる各種の金属が非常に僅かではあるが溶け出
し、これがためにウエハに対してメタルコンタミネーシ
ョンを生ぜしめてしまうという問題があった。
【0004】集積度がさほど高くなかった従来の半導体
デバイスではこのメタルコンタミネーションは、それ程
問題ではなかったが、最近のように一層の集積化により
線幅がサブミクロンのオーダとなるような微細加工工程
では無視し得なくなってきた。そこで、このメタルコン
タミネーションを解決するために、図7に示すような蒸
気発生器2が提案されている。この蒸気発生器2は、金
属ではなくメタンコンタミネーションの恐れがない耐熱
性部材、例えば石英製の筒体状容器4を用い、この中に
多数の石英ビーズを集めて焼結して成るフィルタ6を収
容している。そして、この筒体状容器4の外周に、この
全周を覆うようにして例えば抵抗発熱ヒータ8を設け、
容器4の一端から純水とN2 等の不活性ガスよりなるキ
ャリアガスを導入し、抵抗発熱体8からの熱伝導により
純水を加熱して蒸気化させ、これを成膜処理炉へ供給す
るようになっている。
デバイスではこのメタルコンタミネーションは、それ程
問題ではなかったが、最近のように一層の集積化により
線幅がサブミクロンのオーダとなるような微細加工工程
では無視し得なくなってきた。そこで、このメタルコン
タミネーションを解決するために、図7に示すような蒸
気発生器2が提案されている。この蒸気発生器2は、金
属ではなくメタンコンタミネーションの恐れがない耐熱
性部材、例えば石英製の筒体状容器4を用い、この中に
多数の石英ビーズを集めて焼結して成るフィルタ6を収
容している。そして、この筒体状容器4の外周に、この
全周を覆うようにして例えば抵抗発熱ヒータ8を設け、
容器4の一端から純水とN2 等の不活性ガスよりなるキ
ャリアガスを導入し、抵抗発熱体8からの熱伝導により
純水を加熱して蒸気化させ、これを成膜処理炉へ供給す
るようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の蒸気
発生器2によれば、ステンレススチール等の金属材料を
用いていないことから確かにメタルコンタミネーション
に関する問題は、解決すことができた。しかしながら、
石英製の筒体状の容器4は、上述したステンレススチー
ル製の蒸気発生器と異なって熱伝導性がかなり劣り、そ
のため、抵抗発熱ヒータ8で発生したジュール熱が効率
的に容器内部の純水に伝わらず、熱効率が劣って十分な
量の水蒸気を確保できなくなるという新たな問題点があ
った。この場合、十分な量の水蒸気を確保するためには
大容量の抵抗発熱体を用いなければならず、現実的でな
い。特に、ウエハサイズが大口径化し、8インチ或いは
12インチサイズになると酸化バッチ処理時に必要とさ
れる水蒸気は多量となり、早期の解決が望まれている。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、メ
タルコンタミネーションを生ぜしめることなく熱効率を
上げて発生する水蒸気量を増大させることができる酸化
処理装置を提供することにある。
発生器2によれば、ステンレススチール等の金属材料を
用いていないことから確かにメタルコンタミネーション
に関する問題は、解決すことができた。しかしながら、
石英製の筒体状の容器4は、上述したステンレススチー
ル製の蒸気発生器と異なって熱伝導性がかなり劣り、そ
のため、抵抗発熱ヒータ8で発生したジュール熱が効率
的に容器内部の純水に伝わらず、熱効率が劣って十分な
量の水蒸気を確保できなくなるという新たな問題点があ
った。この場合、十分な量の水蒸気を確保するためには
大容量の抵抗発熱体を用いなければならず、現実的でな
い。特に、ウエハサイズが大口径化し、8インチ或いは
12インチサイズになると酸化バッチ処理時に必要とさ
れる水蒸気は多量となり、早期の解決が望まれている。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、メ
タルコンタミネーションを生ぜしめることなく熱効率を
上げて発生する水蒸気量を増大させることができる酸化
処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体を高温下で酸化処理する処理
炉と、赤外線透過部材よりなる耐熱性容器と赤外線を発
生するランプヒータ部とを有して導入された純水を前記
ランプヒータ部からの輻射熱により蒸気化する蒸気発生
部と、ここで発生した水蒸気を前記処理炉へ供給する水
蒸気供給通路とを備えるように構成したものである。
解決するために、被処理体を高温下で酸化処理する処理
炉と、赤外線透過部材よりなる耐熱性容器と赤外線を発
生するランプヒータ部とを有して導入された純水を前記
ランプヒータ部からの輻射熱により蒸気化する蒸気発生
部と、ここで発生した水蒸気を前記処理炉へ供給する水
蒸気供給通路とを備えるように構成したものである。
【0007】このように構成することにより、赤外線透
過部材よりなる耐熱性容器内に導入された純水は、容器
を覆って設けたランプヒータ部からの赤外線輻射熱によ
り加熱されて水蒸気化される。そして、発生した水蒸気
は、水蒸気供給通路を流れて処理炉内へ供給されること
になる。この場合、ランプヒータ部からの光すなわち、
赤外線は吸収されることなく容易に容器を透過し、内部
の純水を加熱することになる。従って、容器に吸収され
る熱量が非常に少なくなって効率的に純水を加熱、蒸気
化させることが可能となり、多量の蒸気を発生させるこ
とができる。耐熱性容器の材質としては例えば石英を用
いることができ、この容器を中心部にヒータ収容孔を設
けた断面リング状の中空筒体として形成し、このヒータ
収容孔にランプヒータ部を挿入して中心より純水を加熱
する。また、容器の外周に反射体を設けておけば、中心
より発して容器を透過した赤外線が反射体で反射され、
再度、純水の加熱に寄与し、熱効率を一層向上させるこ
とが可能となる。
過部材よりなる耐熱性容器内に導入された純水は、容器
を覆って設けたランプヒータ部からの赤外線輻射熱によ
り加熱されて水蒸気化される。そして、発生した水蒸気
は、水蒸気供給通路を流れて処理炉内へ供給されること
になる。この場合、ランプヒータ部からの光すなわち、
赤外線は吸収されることなく容易に容器を透過し、内部
の純水を加熱することになる。従って、容器に吸収され
る熱量が非常に少なくなって効率的に純水を加熱、蒸気
化させることが可能となり、多量の蒸気を発生させるこ
とができる。耐熱性容器の材質としては例えば石英を用
いることができ、この容器を中心部にヒータ収容孔を設
けた断面リング状の中空筒体として形成し、このヒータ
収容孔にランプヒータ部を挿入して中心より純水を加熱
する。また、容器の外周に反射体を設けておけば、中心
より発して容器を透過した赤外線が反射体で反射され、
再度、純水の加熱に寄与し、熱効率を一層向上させるこ
とが可能となる。
【0008】また、上述のように耐熱性容器を中空筒体
として構成しなくても、これを例えば円筒体状に成形
し、この周囲にランプヒータ部を配列するようにしても
よい。この場合には、このランプヒータ部の外側に反射
体を設ければよい。
として構成しなくても、これを例えば円筒体状に成形
し、この周囲にランプヒータ部を配列するようにしても
よい。この場合には、このランプヒータ部の外側に反射
体を設ければよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る酸化処理装
置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本
発明に係る酸化処理装置を示す全体構成図、図2は図1
に示す装置に用いる蒸気発生部を示す断面図、図3は図
2に示す蒸気発生部の側面図、図4は図2に示す装置に
用いるランプヒータ部を示す平面図である。
置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本
発明に係る酸化処理装置を示す全体構成図、図2は図1
に示す装置に用いる蒸気発生部を示す断面図、図3は図
2に示す蒸気発生部の側面図、図4は図2に示す装置に
用いるランプヒータ部を示す平面図である。
【0010】図示するように、この酸化処理装置10
は、被処理体である半導体ウエハWを、例えば850℃
程度の高温下で酸化処理する縦型の処理炉12を有して
おり、この処理炉12は下端が開放した縦長円筒状の石
英製の反応管14を備えている。この反応管14の下方
にはその下端開口部を開閉する蓋体16がここを気密に
シールするように配置され、この蓋体16上には多数枚
の半導体ウエハWを水平状態で上下方向に所定のピッチ
で多段に支持する石英製のウエハボート18が保温筒2
0を介して支持されている。
は、被処理体である半導体ウエハWを、例えば850℃
程度の高温下で酸化処理する縦型の処理炉12を有して
おり、この処理炉12は下端が開放した縦長円筒状の石
英製の反応管14を備えている。この反応管14の下方
にはその下端開口部を開閉する蓋体16がここを気密に
シールするように配置され、この蓋体16上には多数枚
の半導体ウエハWを水平状態で上下方向に所定のピッチ
で多段に支持する石英製のウエハボート18が保温筒2
0を介して支持されている。
【0011】上記蓋体16は反応管14内へのウエハボ
ート18の搬入及び搬出を行なうと共に蓋体16の開閉
を行なうボートエレベータのような昇降機構22に連結
されている。また、反応管14の周囲には内部を800
〜1000℃程度の所望の温度に加熱するヒータ24が
コイル状に配設され、その更に外周には断熱材26を介
してアウターシェル28が全体を覆うようにして設けら
れている。上記反応管14の下部の一側部には水蒸気導
入管30が一体に形成され、この水蒸気導入管30の基
部側は反応管14の管壁と一体となって上方に導かれて
から、反応管14内の上端部に凹状に形成された水蒸気
導入ポート32に臨んで開口されている。また、反応管
14の他側部には排気管34が一体に形成され、この排
気管34には反応管14内を減圧する減圧手段としての
減圧ポンプ36を備えた減圧管38が二重のOリング4
0を介設したフランジ継手42を介して気密に接続され
ている。
ート18の搬入及び搬出を行なうと共に蓋体16の開閉
を行なうボートエレベータのような昇降機構22に連結
されている。また、反応管14の周囲には内部を800
〜1000℃程度の所望の温度に加熱するヒータ24が
コイル状に配設され、その更に外周には断熱材26を介
してアウターシェル28が全体を覆うようにして設けら
れている。上記反応管14の下部の一側部には水蒸気導
入管30が一体に形成され、この水蒸気導入管30の基
部側は反応管14の管壁と一体となって上方に導かれて
から、反応管14内の上端部に凹状に形成された水蒸気
導入ポート32に臨んで開口されている。また、反応管
14の他側部には排気管34が一体に形成され、この排
気管34には反応管14内を減圧する減圧手段としての
減圧ポンプ36を備えた減圧管38が二重のOリング4
0を介設したフランジ継手42を介して気密に接続され
ている。
【0012】この減圧管38には開閉弁44が介設され
ると共にこの開閉弁44をバイパスするバイパス管46
が接続され、バイパス管46には例えばエアオペレート
バルブからなる開閉弁48と例えばピエゾバルブからな
る圧力制御弁50が介設されている。上記反応管14内
を300〜500Torr程度の所定の圧力に減圧する
場合、減圧管38に設けられた圧力センサ52で圧力を
検出しつつ先ず減圧管38の開閉弁44を開にして所定
の圧力まで減圧し、以後は減圧管38の開閉弁44を閉
に且つバイパス管46の開閉弁48を開にして圧力制御
弁50で所定の圧力を維持するようコントローラ54に
よって制御されるようになっている。尚、減圧管38の
下流は図示しない工場排気ダクトに接続されている。
ると共にこの開閉弁44をバイパスするバイパス管46
が接続され、バイパス管46には例えばエアオペレート
バルブからなる開閉弁48と例えばピエゾバルブからな
る圧力制御弁50が介設されている。上記反応管14内
を300〜500Torr程度の所定の圧力に減圧する
場合、減圧管38に設けられた圧力センサ52で圧力を
検出しつつ先ず減圧管38の開閉弁44を開にして所定
の圧力まで減圧し、以後は減圧管38の開閉弁44を閉
に且つバイパス管46の開閉弁48を開にして圧力制御
弁50で所定の圧力を維持するようコントローラ54に
よって制御されるようになっている。尚、減圧管38の
下流は図示しない工場排気ダクトに接続されている。
【0013】上記処理炉12の反応管14内に水蒸気を
供給するために、純水を沸騰させて水蒸気を発生させる
本発明の特徴とする蒸気発生部54と、この蒸気発生部
54より発生する水蒸気を反応管14に供給する例えば
テフロン製の或いは内面研磨等の表面処理を行ったステ
ンレス製の配管よりなる水蒸気供給通路56とが設けら
れ、この水蒸気供給通路56は、上記水蒸気導入管30
に二重のOリングを介設したフランジ継手58を介して
気密に接続されている。蒸気発生部23の側部には、こ
の中に純水を導入する純水導入管60が接続され、この
純水導入管60には、開閉弁62及びマスフローコント
ローラなどの流量制御機構64を介して純水供給用の純
水源66が接続される。また、蒸気発生部54の一端部
にはキャリアガス導入管68が接続されており、この導
入管68には、開閉弁70及びマスフローコントローラ
などの流量制御機構72を介して不活性ガス、例えばN
2ガスよりなるキャリアガスを貯留するN2 ガス源74
が接続されている。尚、このN2 ガスは、ガスパージ用
不活性ガスとしても用いられる。
供給するために、純水を沸騰させて水蒸気を発生させる
本発明の特徴とする蒸気発生部54と、この蒸気発生部
54より発生する水蒸気を反応管14に供給する例えば
テフロン製の或いは内面研磨等の表面処理を行ったステ
ンレス製の配管よりなる水蒸気供給通路56とが設けら
れ、この水蒸気供給通路56は、上記水蒸気導入管30
に二重のOリングを介設したフランジ継手58を介して
気密に接続されている。蒸気発生部23の側部には、こ
の中に純水を導入する純水導入管60が接続され、この
純水導入管60には、開閉弁62及びマスフローコント
ローラなどの流量制御機構64を介して純水供給用の純
水源66が接続される。また、蒸気発生部54の一端部
にはキャリアガス導入管68が接続されており、この導
入管68には、開閉弁70及びマスフローコントローラ
などの流量制御機構72を介して不活性ガス、例えばN
2ガスよりなるキャリアガスを貯留するN2 ガス源74
が接続されている。尚、このN2 ガスは、ガスパージ用
不活性ガスとしても用いられる。
【0014】また、上記キャリアガス導入管68には、
N2 ガスを所定の温度例えば200℃程度に加熱するガ
ス加熱部76が介設されており、キャリアガスを予熱す
るようになっている。このガス加熱部76は不純物が漏
出しないように表面処理されたステンレススチール製或
いは石英製の容器76A内にフィルタを収容し、この容
器76Aの周囲に加熱部76Bを設けて構成されてお
り、上述のように蒸気発生部54に導入するキャリアガ
スを予め加熱するようになっている。また、上記水蒸気
供給通路56には開閉弁78が介設されると共にこの開
閉弁78の上流近傍位置で途中に開閉弁80を有する排
出管82が分岐されており、酸化処理終了時に余剰の水
蒸気等を排出すると共に蒸気発生部54内の水を窒素ガ
スにより置換できるようになっている。
N2 ガスを所定の温度例えば200℃程度に加熱するガ
ス加熱部76が介設されており、キャリアガスを予熱す
るようになっている。このガス加熱部76は不純物が漏
出しないように表面処理されたステンレススチール製或
いは石英製の容器76A内にフィルタを収容し、この容
器76Aの周囲に加熱部76Bを設けて構成されてお
り、上述のように蒸気発生部54に導入するキャリアガ
スを予め加熱するようになっている。また、上記水蒸気
供給通路56には開閉弁78が介設されると共にこの開
閉弁78の上流近傍位置で途中に開閉弁80を有する排
出管82が分岐されており、酸化処理終了時に余剰の水
蒸気等を排出すると共に蒸気発生部54内の水を窒素ガ
スにより置換できるようになっている。
【0015】次に、本発明の特徴とする蒸気発生部54
について図2乃至図4も参照して詳しく説明する。ま
ず、この蒸気発生部54は、断面リング状の中空円筒体
状に成形された、いわば2重管構造の耐熱性容器84を
有しており、両端が閉塞されて環状の流路が形成されて
いる。そして、容器84の中心の中空部は図4に示すよ
うなランプヒータ部86を収容するヒータ収容孔88と
して構成されている。そして、このヒータ収容孔88に
は、図4に示すような長尺な、円筒体状のランプヒータ
部86が挿入されて、設置される。本実施例では、この
ランプヒータ部86として直径が10mmで、長さが2
50mm程度のハロゲンランプが用いられ、その出力は
略1000ワットである。上記耐熱性容器84の材料と
しては、赤外線透過材料で且つ上述のように耐熱性の高
い材料、例えば高純度の石英が用いられる。
について図2乃至図4も参照して詳しく説明する。ま
ず、この蒸気発生部54は、断面リング状の中空円筒体
状に成形された、いわば2重管構造の耐熱性容器84を
有しており、両端が閉塞されて環状の流路が形成されて
いる。そして、容器84の中心の中空部は図4に示すよ
うなランプヒータ部86を収容するヒータ収容孔88と
して構成されている。そして、このヒータ収容孔88に
は、図4に示すような長尺な、円筒体状のランプヒータ
部86が挿入されて、設置される。本実施例では、この
ランプヒータ部86として直径が10mmで、長さが2
50mm程度のハロゲンランプが用いられ、その出力は
略1000ワットである。上記耐熱性容器84の材料と
しては、赤外線透過材料で且つ上述のように耐熱性の高
い材料、例えば高純度の石英が用いられる。
【0016】この耐熱性容器84内には、直径2mm程
度の多数の石英ビーズ90を集合させて焼結してなる中
空円筒体状のフィルタ92が収容されており、このフィ
ルタ92の前端側には、導入されたキャリアガスの拡散
を効率的に行なう中空リング状の導入ヘッダ94が形成
されると共に後端側には、発生した蒸気の収集を効率的
に行なう中空リング状の排出側ヘッダ96が形成され
る。耐熱性容器84の導入ヘッダ94側の一端壁には、
キャリアガス導入口98が形成され、この導入口98に
は上記キャリアガス導入管68(図1参照)が接続され
て、内部にキャリアガスを導入するようになっている。
また、容器84の排出側ヘッダ96の他端壁には、内部
で発生した水蒸気を排出する蒸気排出口100が形成さ
れ、この排出口100には上記水蒸気供給通路56が接
続される。また、キャリアガス導入口98側の容器側壁
には、純水導入口102が形成されており、ここに上記
純水導入管64を接続して容器内に純水を供給できるよ
うになっている。また、この純水導入口102に臨むフ
ィルタ92は凹部状に導入ヘッダ104を設けて純水の
導入・拡散を促進するようになっている。
度の多数の石英ビーズ90を集合させて焼結してなる中
空円筒体状のフィルタ92が収容されており、このフィ
ルタ92の前端側には、導入されたキャリアガスの拡散
を効率的に行なう中空リング状の導入ヘッダ94が形成
されると共に後端側には、発生した蒸気の収集を効率的
に行なう中空リング状の排出側ヘッダ96が形成され
る。耐熱性容器84の導入ヘッダ94側の一端壁には、
キャリアガス導入口98が形成され、この導入口98に
は上記キャリアガス導入管68(図1参照)が接続され
て、内部にキャリアガスを導入するようになっている。
また、容器84の排出側ヘッダ96の他端壁には、内部
で発生した水蒸気を排出する蒸気排出口100が形成さ
れ、この排出口100には上記水蒸気供給通路56が接
続される。また、キャリアガス導入口98側の容器側壁
には、純水導入口102が形成されており、ここに上記
純水導入管64を接続して容器内に純水を供給できるよ
うになっている。また、この純水導入口102に臨むフ
ィルタ92は凹部状に導入ヘッダ104を設けて純水の
導入・拡散を促進するようになっている。
【0017】耐熱性容器84の外側には、この容器外周
面に金メッキ、銀メッキ、アルミニウムメッキ等のコー
ティングを施すことにより成膜された反射体106が形
成されており、容器84を透過してきた赤外線を再度、
容器内側へ反射させて熱効率を高めるようになってい
る。この反射体106としては、このような金属コーテ
ィング膜に限定されず、赤外線を反射できる材質であれ
ば、どのような材質或いは形状でもよい。また、反射体
としてこのようなコーティング膜ではなく、円筒体状の
反射体を別体として設けるようにしてもよい。そして、
この耐熱性容器84の外周にはこの全体を覆うようにし
て円筒体状の断熱層108を配置しており、容器84の
内部を保温すると共に外部に熱的悪影響を与えないよう
になっている。
面に金メッキ、銀メッキ、アルミニウムメッキ等のコー
ティングを施すことにより成膜された反射体106が形
成されており、容器84を透過してきた赤外線を再度、
容器内側へ反射させて熱効率を高めるようになってい
る。この反射体106としては、このような金属コーテ
ィング膜に限定されず、赤外線を反射できる材質であれ
ば、どのような材質或いは形状でもよい。また、反射体
としてこのようなコーティング膜ではなく、円筒体状の
反射体を別体として設けるようにしてもよい。そして、
この耐熱性容器84の外周にはこの全体を覆うようにし
て円筒体状の断熱層108を配置しており、容器84の
内部を保温すると共に外部に熱的悪影響を与えないよう
になっている。
【0018】このように構成された蒸気発生部54の長
さは略210mm程度、直径は44mm程度に設定さ
れ、また、ヒータ収容孔88の直径は14mm程度に設
定され、このヒータ収容部88内に、前述のように直径
10mm程度のランプヒータ部86が挿入されて収容さ
れる。そして、このランプヒータ部86へは、ヒータ電
源部114から電力が供給されることになる。そして、
このヒータ収容孔88内には、耐熱性容器84の温度を
検出するための熱電対110が配置されており、この検
出値は例えばマイクロコンピュータ等よりなる温度制御
部112に入力される。また、純水導入管60に介設さ
れる流量制御機構60は、図示しないホストコンピュー
タからの制御指令により、必要に応じて純水の流量を変
えるが、温度制御部112は、熱電対110による容器
検出温度が例えば最大250℃になるようにヒータ電源
部114を介して上記ランプヒータ部86への供給電力
を常時制御するようになっている。
さは略210mm程度、直径は44mm程度に設定さ
れ、また、ヒータ収容孔88の直径は14mm程度に設
定され、このヒータ収容部88内に、前述のように直径
10mm程度のランプヒータ部86が挿入されて収容さ
れる。そして、このランプヒータ部86へは、ヒータ電
源部114から電力が供給されることになる。そして、
このヒータ収容孔88内には、耐熱性容器84の温度を
検出するための熱電対110が配置されており、この検
出値は例えばマイクロコンピュータ等よりなる温度制御
部112に入力される。また、純水導入管60に介設さ
れる流量制御機構60は、図示しないホストコンピュー
タからの制御指令により、必要に応じて純水の流量を変
えるが、温度制御部112は、熱電対110による容器
検出温度が例えば最大250℃になるようにヒータ電源
部114を介して上記ランプヒータ部86への供給電力
を常時制御するようになっている。
【0019】次に、以上のように構成された酸化処理装
置の作用を説明する。先ず、減圧管38の開閉弁44、
ガス導入管68、水蒸気供給通路56の開閉弁70、7
8を開に、他の開閉弁48、62、80を閉にした状態
で、窒素ガス源74からキャリアガス導入管68を介し
て窒素ガスを処理炉12の反応管14内に供給しつつ反
応管14内を減圧管38及び減圧ポンプ36を介して排
気することにより反応管14内を窒素ガスにより置換す
る。そして、置換後、蓋体16を開けて半導体ウエハW
を支持したウエハボート18を保温筒20と共に反応管
14内に挿入する。次いで、窒素ガスの供給を続けた状
態でコントローラ54による圧力制御により反応管14
内を所定の圧力、例えば400Torrに減圧した後、
この圧力を維持しつつ開閉弁62を開にして蒸気発生部
54に純水を供給してこれを蒸気化し、発生した水蒸気
を反応管14内に供給し、酸化処理を行なう。
置の作用を説明する。先ず、減圧管38の開閉弁44、
ガス導入管68、水蒸気供給通路56の開閉弁70、7
8を開に、他の開閉弁48、62、80を閉にした状態
で、窒素ガス源74からキャリアガス導入管68を介し
て窒素ガスを処理炉12の反応管14内に供給しつつ反
応管14内を減圧管38及び減圧ポンプ36を介して排
気することにより反応管14内を窒素ガスにより置換す
る。そして、置換後、蓋体16を開けて半導体ウエハW
を支持したウエハボート18を保温筒20と共に反応管
14内に挿入する。次いで、窒素ガスの供給を続けた状
態でコントローラ54による圧力制御により反応管14
内を所定の圧力、例えば400Torrに減圧した後、
この圧力を維持しつつ開閉弁62を開にして蒸気発生部
54に純水を供給してこれを蒸気化し、発生した水蒸気
を反応管14内に供給し、酸化処理を行なう。
【0020】上記開閉弁62の開により、純水源66か
ら純水が流量制御機構64及び純水導入管路60を介し
て蒸気発生部54の耐熱性容器84内に導入され、これ
と同時にキャリアガス導入管68からは導入口98を介
してキャリアガスが容器の一端側から導入される。容器
84内に導入された純水はキャリアガスと共にフィルタ
92内を通過する過程で、容器中心部に配置したランプ
ヒータ部86からの赤外線による輻射熱で加熱沸騰され
て水蒸気になり、その水蒸気がキャリアガスである窒素
ガスに伴って水蒸気供給通路56及び水蒸気導入管30
を介して反応管14内に供給され、反応管14内での半
導体ウエハWの酸化処理に寄与する。尚、反応管14内
への水蒸気の供給量は、純水源66及びN2 ガス源74
の流量制御機構64、72によって制御される。
ら純水が流量制御機構64及び純水導入管路60を介し
て蒸気発生部54の耐熱性容器84内に導入され、これ
と同時にキャリアガス導入管68からは導入口98を介
してキャリアガスが容器の一端側から導入される。容器
84内に導入された純水はキャリアガスと共にフィルタ
92内を通過する過程で、容器中心部に配置したランプ
ヒータ部86からの赤外線による輻射熱で加熱沸騰され
て水蒸気になり、その水蒸気がキャリアガスである窒素
ガスに伴って水蒸気供給通路56及び水蒸気導入管30
を介して反応管14内に供給され、反応管14内での半
導体ウエハWの酸化処理に寄与する。尚、反応管14内
への水蒸気の供給量は、純水源66及びN2 ガス源74
の流量制御機構64、72によって制御される。
【0021】蒸気発生部54にて蒸気が発生する時に
は、ランプヒータ部86からの赤外線が石英製の耐熱性
容器86の内壁を透過してフィルタ92間を流れる純水
に照射され、輻射熱によりこの純水を加熱し、蒸気化す
ることになる。従って、従来装置の抵抗ヒータの熱伝導
による加熱と異なり、石英容器に吸収される熱量が非常
に少なくなり、石英容器に吸収される熱量が非常に少な
くなり、効率的に蒸気を発生させることができ、従っ
て、多量の水蒸気を得ることができる。しかも、この容
器は純度の高い石英により構成されているので、例えば
ステンレススチール製の従来装置と異なり、メタルコン
タミネーションの発生も抑制することが可能となる。
は、ランプヒータ部86からの赤外線が石英製の耐熱性
容器86の内壁を透過してフィルタ92間を流れる純水
に照射され、輻射熱によりこの純水を加熱し、蒸気化す
ることになる。従って、従来装置の抵抗ヒータの熱伝導
による加熱と異なり、石英容器に吸収される熱量が非常
に少なくなり、石英容器に吸収される熱量が非常に少な
くなり、効率的に蒸気を発生させることができ、従っ
て、多量の水蒸気を得ることができる。しかも、この容
器は純度の高い石英により構成されているので、例えば
ステンレススチール製の従来装置と異なり、メタルコン
タミネーションの発生も抑制することが可能となる。
【0022】また、容器中心より、容器内を通ってその
半径方向外方へ透過した赤外線は、この耐熱性容器84
の外壁面に形成してある例えば銀コーティングよりなる
反射体106に反射されて再度、容器内側に戻り、純水
の加熱蒸気化に寄与することになる。従って、上記した
理由と相俟って純水の加熱効率を大幅に向上させること
ができ、より多くの水蒸気を得ることが可能となる。ま
た、半導体ウエハWの処理枚数或いは処理条件によって
供給すべき水蒸気量も異なり、その時の純水の供給量は
流量制御機構64で制御される。そして、ランプヒータ
部86或いは耐熱性容器84の温度は常時、熱電対11
0により検出されており、温度制御部112は、この温
度が例えば250℃を常時維持するように、ヒータ電源
部114を介してランプヒータ部86への供給電力を制
御することになる。これにより、蒸気の発生量を安定化
させて供給することができる。
半径方向外方へ透過した赤外線は、この耐熱性容器84
の外壁面に形成してある例えば銀コーティングよりなる
反射体106に反射されて再度、容器内側に戻り、純水
の加熱蒸気化に寄与することになる。従って、上記した
理由と相俟って純水の加熱効率を大幅に向上させること
ができ、より多くの水蒸気を得ることが可能となる。ま
た、半導体ウエハWの処理枚数或いは処理条件によって
供給すべき水蒸気量も異なり、その時の純水の供給量は
流量制御機構64で制御される。そして、ランプヒータ
部86或いは耐熱性容器84の温度は常時、熱電対11
0により検出されており、温度制御部112は、この温
度が例えば250℃を常時維持するように、ヒータ電源
部114を介してランプヒータ部86への供給電力を制
御することになる。これにより、蒸気の発生量を安定化
させて供給することができる。
【0023】ここで、ランプヒータ部86としては、ハ
ロゲンランプに限定されず、発生する赤外線量が多けれ
ばどのようなランプでも用いることができ、例えばキセ
ノンランプ等も用いることができる。このようにして、
酸化処理が終了したならば、水蒸気の供給を停止するた
めに純水の供給を停止し、これに対して窒素ガスの供給
は継続して行ない、蒸気発生部54内や反応管14内、
或いは配管系に残留する純水や水蒸気をパージし、反応
管14内を窒素ガスで置換する。次いで、減圧ポンプ3
6を停止して反応管14内を常圧に戻し、この中から処
理済みのウエハWを搬出すればよい。
ロゲンランプに限定されず、発生する赤外線量が多けれ
ばどのようなランプでも用いることができ、例えばキセ
ノンランプ等も用いることができる。このようにして、
酸化処理が終了したならば、水蒸気の供給を停止するた
めに純水の供給を停止し、これに対して窒素ガスの供給
は継続して行ない、蒸気発生部54内や反応管14内、
或いは配管系に残留する純水や水蒸気をパージし、反応
管14内を窒素ガスで置換する。次いで、減圧ポンプ3
6を停止して反応管14内を常圧に戻し、この中から処
理済みのウエハWを搬出すればよい。
【0024】尚、上記実施例では、耐熱性容器84の中
心部に、その軸心に沿ってランプヒータ部86を配置し
たがこれに限定されるものではなく、例えば図5及び図
6に示すように耐熱性容器84の外周壁に沿ってランプ
ヒータ部86を設けるようにしてもよい。すなわち、こ
の実施例においては、耐熱性容器54としては、先の図
7にて説明したと同様な構造の、例えば赤外線透過材料
である石英製の円筒体状の容器が用いられ、この外周面
に例えばハロゲンランプよりなる多数のリング状のラン
プヒータ部86を等ピッチで配列する。この場合には、
容器54の外周面に反射体を設けることはできないこと
から、この容器54の外側を覆う円筒体状の断熱層10
8の内壁面に沿って金や銀、或いはアルミニウム等のコ
ーティング膜よりなる反射体106を設けたり、或いは
断熱層108とは別体で筒体状の反射体106を設ける
ようにしてもよい。
心部に、その軸心に沿ってランプヒータ部86を配置し
たがこれに限定されるものではなく、例えば図5及び図
6に示すように耐熱性容器84の外周壁に沿ってランプ
ヒータ部86を設けるようにしてもよい。すなわち、こ
の実施例においては、耐熱性容器54としては、先の図
7にて説明したと同様な構造の、例えば赤外線透過材料
である石英製の円筒体状の容器が用いられ、この外周面
に例えばハロゲンランプよりなる多数のリング状のラン
プヒータ部86を等ピッチで配列する。この場合には、
容器54の外周面に反射体を設けることはできないこと
から、この容器54の外側を覆う円筒体状の断熱層10
8の内壁面に沿って金や銀、或いはアルミニウム等のコ
ーティング膜よりなる反射体106を設けたり、或いは
断熱層108とは別体で筒体状の反射体106を設ける
ようにしてもよい。
【0025】このような構成の場合ににも、先の実施例
と同様に、ランプヒータ部86からの輻射熱により純水
を加熱する構造のため、効率的に且つ多量に水蒸気を発
生させることができ、しかもメタルコンタミネーション
の問題も生ずることはない。尚、以上説明した実施例で
は、キャリアガスとしてN2 ガスを用いた場合を例にと
って説明したが、これに限定されるものではなく、A
r、He等の他の不活性ガス或いはO2 ガス等も用いる
ことができ、特に、O2 ガスを用いた場合には、酸化処
理を促進させることもできる。また、減圧状態で酸化処
理を行なう場合に限らず、常圧状態で酸化処理を行なう
場合についても適用することができる。更には、被処理
体として半導体ウエハに限定されず、LCD基板等も用
いることができる。また、処理炉としては図示例のよう
な縦型炉に限定されず、横型炉にも適用し得る。
と同様に、ランプヒータ部86からの輻射熱により純水
を加熱する構造のため、効率的に且つ多量に水蒸気を発
生させることができ、しかもメタルコンタミネーション
の問題も生ずることはない。尚、以上説明した実施例で
は、キャリアガスとしてN2 ガスを用いた場合を例にと
って説明したが、これに限定されるものではなく、A
r、He等の他の不活性ガス或いはO2 ガス等も用いる
ことができ、特に、O2 ガスを用いた場合には、酸化処
理を促進させることもできる。また、減圧状態で酸化処
理を行なう場合に限らず、常圧状態で酸化処理を行なう
場合についても適用することができる。更には、被処理
体として半導体ウエハに限定されず、LCD基板等も用
いることができる。また、処理炉としては図示例のよう
な縦型炉に限定されず、横型炉にも適用し得る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸化処理
装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。赤外線透過材料よりなる耐熱性容器とラン
プヒータ部を用いて純水を輻射熱により加熱するように
したので、メタルコンタミネーションの問題を生ずるこ
となく熱効率を高めることができ、従って、多量の水蒸
気を得ることができる。これによって、効率的な酸化処
理を行なうことが可能となる。また、赤外線を反射する
反射体を設けることにより、反射光も再度、純水の加
熱、蒸気化に寄与させることができ、熱効率を大幅に向
上させることができる。
装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。赤外線透過材料よりなる耐熱性容器とラン
プヒータ部を用いて純水を輻射熱により加熱するように
したので、メタルコンタミネーションの問題を生ずるこ
となく熱効率を高めることができ、従って、多量の水蒸
気を得ることができる。これによって、効率的な酸化処
理を行なうことが可能となる。また、赤外線を反射する
反射体を設けることにより、反射光も再度、純水の加
熱、蒸気化に寄与させることができ、熱効率を大幅に向
上させることができる。
【図1】本発明に係る酸化処理装置を示す全体構成図で
ある。
ある。
【図2】図1に示す装置に用いる蒸気発生部を示す断面
図である。
図である。
【図3】図2に示す蒸気発生部の側面図である。
【図4】図2に示す装置に用いるランプヒータ部を示す
平面図である。
平面図である。
【図5】本発明の他の実施例の蒸気発生部を示す断面図
である。
である。
【図6】図5に示す蒸気発生部の側面図である。
【図7】酸化処理装置の従来の蒸気発生部を示す断面図
である。
である。
10 酸化処理装置 12 処理炉 14 反応管 30 水蒸気導入管 54 蒸気発生部 56 水蒸気供給通路 60 純水導入管 66 純水源 68 キャリアガス導入管 74 N2 ガス源 84 耐熱性容器 86 ランプヒータ部 88 ヒータ収容孔 92 フィルタ 98 キャリアガス導入口 100 蒸気排出口 102 純水導入口 106 反射体 108 断熱層 112 温度制御部 114 ヒータ電源部 W 半導体ウエハ(被処理体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 謙治 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 (72)発明者 折居 晃一 東京都千代田区丸の内一丁目5番1号 日 東化学工業株式会社内 (72)発明者 桂 正彦 東京都千代田区丸の内一丁目5番1号 日 東化学工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 被処理体を高温下で酸化処理する処理炉
と、赤外線透過部材よりなる耐熱性容器と赤外線を発生
するランプヒータ部とを有して導入された純水を前記ラ
ンプヒータ部からの輻射熱により蒸気化する蒸気発生部
と、ここで発生した水蒸気を前記処理炉へ供給する水蒸
気供給通路とを備えたことを特徴とする酸化処理装置。 - 【請求項2】 前記耐熱性容器は、内部に耐熱性粒状物
を集合して焼結してなるフィルタを収容すると共に、そ
の壁には純水を導入するための純水導入口とキャリアガ
スを導入するキャリアガス導入口を形成したことを特徴
とする請求項1記載の酸化処理装置。 - 【請求項3】 前記耐熱性容器は、中心部に前記ランプ
ヒータ部を収容するヒータ収容孔を有する断面リング状
の中空筒体として形成されると共に、前記耐熱性容器の
外側には、赤外線を反射する反射体を設けるように構成
したことを特徴とする請求項1または2記載の酸化処理
装置。 - 【請求項4】 前記耐熱性容器は、筒体状に成形されて
おり、その外周に前記ランプヒータ部を配置し、このラ
ンプヒータ部の外側を反射体で覆うように構成したこと
を特徴とする請求項1または2記載の酸化処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32828695A JP3474991B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 酸化処理装置及び酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32828695A JP3474991B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 酸化処理装置及び酸化処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09148318A true JPH09148318A (ja) | 1997-06-06 |
JP3474991B2 JP3474991B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=18208536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32828695A Expired - Lifetime JP3474991B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 酸化処理装置及び酸化処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3474991B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6444940B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-09-03 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device and heat treating method |
JP2002277054A (ja) * | 2000-03-30 | 2002-09-25 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 流体加熱装置 |
CN1294630C (zh) * | 2001-05-09 | 2007-01-10 | 东京毅力科创株式会社 | 半导体处理用的热处理装置及方法 |
KR101039163B1 (ko) * | 2005-11-15 | 2011-06-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 반도체 처리 시스템 및 기화기 |
JPWO2013094680A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2015-04-27 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法および気化装置 |
WO2023047498A1 (ja) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP32828695A patent/JP3474991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6444940B1 (en) | 1999-11-30 | 2002-09-03 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device and heat treating method |
JP2002277054A (ja) * | 2000-03-30 | 2002-09-25 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 流体加熱装置 |
CN1294630C (zh) * | 2001-05-09 | 2007-01-10 | 东京毅力科创株式会社 | 半导体处理用的热处理装置及方法 |
KR101039163B1 (ko) * | 2005-11-15 | 2011-06-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 반도체 처리 시스템 및 기화기 |
JPWO2013094680A1 (ja) * | 2011-12-20 | 2015-04-27 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法および気化装置 |
WO2023047498A1 (ja) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3474991B2 (ja) | 2003-12-08 |
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