511132 A7 ___ B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係有關熱處理裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔背景技術〕 例如在半導體裝置之製程中，做爲熱處理之一，有一 種要形成氧化膜於爲被處理體之半導體表面的氧化處理過 程。而做爲該氧化處理之一方法，有在處理爐內，令半導 體晶圓以所定之處理溫度來接觸於水蒸氣，使得成爲氧化 (濕式氧化）之方法。爲了進行如此之處理，例如日本國 專利特開昭6 3 — 2 1 0 5 0 1號公報所示，構成以反應 (燃燒）氫氣和氧氣來產生水蒸氣之燃燒裝置形成獨立來 、配設於處理爐外部，而供應由該.燃燒裝置所產生之水蒸氣 於處理爐內來進行熱處理的氧化處理裝置（熱處理裝置） 被所周知。 又做爲熱處理裝置，有具備常壓排氣系之常壓型，及 具備常壓排氣系及減壓排氣系之可減壓處理型者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 習知之常壓型熱處理裝置係構成爲：以配設由蝶形閥 或步進電動機（馬達）和彈簧來調整閥（汽門）開度之方 式的排氣壓（力）控制閥及差壓型之壓力感測器於由定排 氣壓力來排氣處理爐內的常壓排氣系，而進行控制排氣壓 力。 另一方面，習知之可減壓處理型熱處理裝置係分岐處 理爐之排氣系爲常壓排氣系和減壓排氣系，且配設切換（ 轉換）閥於分岐部，而在其常壓排氣系配設前述排氣壓控 制閥及壓力感測器來構成爲可控制排氣壓力’並在減壓排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 511132 A7 __ B7 五、發明説明（2) 氣系配設組合閥及壓力感測器來構成爲可實施減壓控制。 然而，甚至在於前述常壓型及可減壓處理型之任一的 熱處理裝置，當排氣壓控制閥爲蝶閥方式之時，會使水蒸 氣結露而形成水膜於閥與管之間，而有形成控制不穩定之 情事。爲止，爲了迴避該情事，有需要配設大氣引入口於 閥之前後。又在排氣壓控制閥爲以步進馬達和彈簧來調整 閥的開度時，爲使閥之變化成爲順暢來穩定控制性，有需 要引入惰氣，例如氮氣N 2於閥。因此，需要惰氣之運轉費 用（使用費）。再者，於可減壓處理型之熱處理裝置，因 需要切換閥，而可招致構造成爲複雜化。 另一方面，近年來，伴隨著半導體元件之微細化，有 要求著在氧化裝置實施減壓處理，及在C V D (化學汽相 沈積）裝置進行氧化處理和C V D處理之連續處理等。例 如在於濕式氧化處理，濕式- H C 1 -氧化處理，濕式氧 化處理和S i C 1 4之C V D處理之連續處理等，因會曝露 於由氯系之腐蝕氣體及水分而形成之強的腐蝕環境，因而 以傳統上之金屬製壓力感測器極難以對抗。 又習知之氧化處理，乃配設有主要以特氟隆（聚四氟 乙烯）系配管所形成之常壓排氣系及減壓排氣系。又傳統 上在C . V D裝置乃配設有主要由不銹鋼系配管所形成之減 壓排氣系。 而近年來，又出現要求著能以同一裝置來連續地實施 氧化處理和C V D處理。 然而，以使用氟系配管於排氣系之氧化處理裝置來進 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 一 " ^ ίI — l·-^-IAw-------訂------等 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 511132 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 行C V D處理時，由成本面來說，會使配管之口徑受到限 制，以致排氣之氣導會成爲不足夠，或以透氣性言，會使 真空排氣成爲不適當。 又以使用不銹鋼系配管於排氣系的C V D裝置實施氧 化處理時，會產生所謂由處理氣體所引起之腐蝕配管內面 的問題。尤其，在氧化處理和C V D處理的連續處理時， 因會曝露於由氯系之腐鈾氣體及水分所形成之腐蝕環境， 因而，期盼著對於C V D處理時會附著於反應管內面之副 生成物有確實之對策。 又在該等之熱處理裝置，處理爐本身雖以石英所構成 ，但對於加工爲困難之爐蓋或岐管等則使用金屬。因而， 要防止晶片受到金屬污染爲目的.，也有以石英之蓋子來覆 .蓋該等部分，或進而局部性地來供應惰氣，以令金屬部分 不會接觸於爐內氣體之情事來實施對策。但該狀況時，配 設石英蓋或供應惰氣之部分使構造成爲複雜而提高成本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又有一種具備有連接排氣管前端於工場排氣系統之同 時，以排氣成處理容器內之壓力形成大氣壓附近之微減壓 力且在處理時可保持該壓力之常壓排氣系的氧化處理裝置 爲所周知。 然而，以僅利用工場排氣系之抽壓來控制處理容器內 之壓力的習知裝置，因抽壓極弱（排氣能力低），致使壓 力控制之幅度小。又在氣壓有變動時，就無法實施穩定之 壓力控制。 再者，習知裝置因依據與大氣壓之差壓來控制處理容 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 511132 A7 B7 五、發明説明（4) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 器內之壓力，因而可由氣壓之變動而有可能令處理容器內 之壓力產生精細微妙之變動。該時，會具有被處理體之膜 厚產變化之虞。 〔.發明之要旨〕 本發明係考慮前述情事而發明者，其目的係擬提供一 種能在不需要引入大氣或引入惰氣之下，可進行穩定之控 制之同時，可簡僕化排氣係之構造而可意圖減低成本，而 且甚至在過酷（極嚴重）之腐鈾環境，也不必憂慮腐蝕壓 力感測器且不論何時均可進行穩定製程之熱處理裝置者。 本發明之熱處理裝置，其特徵爲··具備有··處理爐； 供氣機構，要供應處理氣體於前述處理爐內；加熱機構， 要加熱前述處理爐內成爲所定之處理溫度；常壓排氣系， 要排氣前述處理爐內成爲大氣壓附近之所定排氣壓（力） ;閥，配設於前述常壓排氣系成可調節開閉及可調節壓力 ;壓力感測器，要檢測前述常壓排氣系之排氣壓力；及控 制部，要依據前述壓力感測器之檢測壓力來控制前述閥， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而在前述壓力感測器之與排氣接觸之接觸氣體面乃由 非金屬之耐蝕性材料所形成。 依據本發明，能在不需要引入大氣或引入惰氣之下可 實施穩定之控制之同時，可令排氣系之構造簡僕化而可意 圖減低成本，而且即使爲過酷之腐蝕環境，也不具有會腐 蝕壓力感測器之虞，無論何時均可實施穩定之製程。 壓力感測器理想爲差壓型或絕對壓（力）型。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 511132 A7 B7 ___ 五、發明説明（5) 又壓力感測器理想爲具備有：含氟樹脂製或陶瓷製之 本體；及成氣密地配設於本體內之陶瓷製（接）受壓（力 )構件。 或本發明爲一種熱處理裝置，其特徵爲：具備有：處 理爐；供氣機構，要供應處理氣體於前述處理爐內；加熱 機構，要加熱前述處理爐內成爲所定之處理溫度；常壓排 氣系，要排氣前述處理爐內成爲大氣壓附近之所定排氣壓 力；第1閥，配設於前述常壓排氣系成可調節開閉及可調 節壓力；第1壓力感測器，要檢測前述常壓排氣系之排氣 壓力；減壓排氣系，以較大氣壓爲低之所定壓力來排氣前 述處理爐內用；第2閥，配設於前述減壓排氣系成可調節 開閉及可調節壓力；第2壓力感測器，要檢測前述減壓排 氣系之排氣壓力；及控制部，要依據前述第1壓力感測器 之檢測壓力來控制前述第1閥之同時，依據前述第2壓力 感測器之檢測壓力來控制前述第2閥， 而在前述第1壓力感測器之與排氣接觸之接觸氣體面 乃由非金屬之耐触性材料所形成，又在前述第2壓力感測 器之與排氣接觸之接觸氣體面乃由非金屬之耐蝕性材料所 形成。 依據本發明，能在不需要引入大氣或引入惰氣之下可 貫施fe、疋之控制之同時’可令排氣系之構造簡僕化而可意 圖減低成本，而且即使爲過酷之腐蝕環境，也不具有會腐 蝕第1壓力感測器及第2壓力感測器之虞，無論何時均可 實施穩定之製程。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —--- -8- IL---r---ΙΦ-------IT------争 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 511132 A 7 B7 _ __ 五、發明説明（6) 第1壓力感測器理想爲差壓型或絕對壓力型。 第2壓力感測器理想爲差壓型或絕對壓力型。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又第1壓力感測器及第2壓力感測器理想爲各具備有 :含氟樹脂製或陶瓷製之本體；及成氣密地配設於本體內 之陶瓷製的接受壓力構件。 又，本發明係考慮前述而發明者，其目的爲擬提供一 種即使在過酷之腐蝕環境也不需憂慮會產生腐鈾，又可意 圖抑副生成物之附著，而且可解袂金屬污染之問題，又無 論何時均可進行穩定之製程的熱處理裝置。 又本發明爲一種熱處理裝置，其特徵爲：具有：處理 爐；處理氣體引入管部，要供應處理氣體於前述處理爐內 ;排氣管部及排氣系，要從前述處理爐內排氣前述處理氣 體；及加熱機構，要加熱前述處理爐內成爲所定之溫度， 而前述處理爐具備有：由鉻氧化物被覆膜包覆會曝露 於爐內環境之接觸氣體面之處理爐金屬製構件，以抑制產 生腐蝕及污染被處理體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明，處理爐金屬製構件因使會曝露於爐內環 境之接觸氣體面由鉻氧化物被覆膜包覆著，因此，可增進 該處理爐金屬製構件之耐腐鈾性之同時，可防止來自該處 理爐金屬製構件之金屬污染被處理體。 前述排氣系理想爲，具有由含氟樹脂被覆膜所包覆之 排氣系金屬製構件，以抑制接觸氣體面產生腐蝕及附著副 生成物。 該時，可增進排氣系金屬構件的耐蝕性且可抑制副生 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格(210X 297公釐) 两 ~ ~ 511132 A7 ____B7 _ 五、發明説明（7) 成物附著於該排氣系金屬製構件，而可減輕維護時之淸潔 之負荷。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如，排氣系金屬製構件乃具有，配管及/或閥。 又前述排氣管理想爲，具有能抑制產生腐蝕及附著副 生成物之被包覆的內面。 又本發明乃考慮前述情事而發明者，其目的係擬提供 一種較習知之僅以工場排氣系抽壓所實施之狀態時，可更 增進排氣系之排氣壓力，以致可擴大控制壓力之寬度，同 時維持排除氣壓變動之影響下來實施處理容器內之壓力控 制的熱處理裝置及其壓力控制方法。 爲此，本發明之熱處理裝置，其特徵爲：具有：處理 爐；處理氣體引入管部，要供應處理氣體於前述處理爐內 ’排氣系’要從前述處理爐內排氣前述處理氣體；及加熱 機構’要加熱前述處理爐內成爲所定之處理溫度， 而前述排氣系乃做爲輔助排氣機構而配設有排出器（ ej ector ) ° 依據本發明，能由簡單之結構來意圖增進排氣能力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述排出器理想爲，具有成串聯之複數個排出器元件 的多段式排出器。該時，可更進一步地增進排氣能力，而 能少量之驅動氣體消耗量來獲得大氣壓變動以上之排氣能 力’使得即使有氣壓之變動，也可在任何時候穩定地控制 排氣壓力於大氣壓附近。 又前述排出器理想爲，具有要連接連通於處理爐之排 氣管之吸引口，和要引入驅動氣體之氣體入口，及要排出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l〇X297公釐） " -10- 511132 A7 B7 五、發明説明（8) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 前述驅動氣體的氣體出口，並形成伴隨著從前述氣體入口 朝向前述氣體出口流通驅動氣體，而可藉前述吸引口及前 述排氣管來吸引前述處理爐內之氣體。 理想爲更具備有，配設於前述排氣管途中之可調節開 閉及可調節壓力之閥，和要檢測前述排氣管之排氣壓力的 壓力感測器，及依據前述壓力感測器之檢測壓力而控制前 述閥的控制部。 該時，可由排出器和閥之作用而可擴大排氣系的處理 爐內之壓力控制範圍，以致大氣壓即使產生變動，也可在 無論何時均可穩定地控制排氣壓力於大氣壓附近。 或理想爲更具備有，要控制引入於前述排出器的氣體 入口之驅動氣體的流量之流量控制器，和要檢測前述排氣 管內之排氣壓力的壓力感測器，及依據前述壓力感測器之 檢測壓力來控制前述流量控制器的控制部。 該時，可由排出器和流量控制器之作用而可擴大排氣 系的處理爐內之壓力控制範圍，以致大氣壓力即產生變動 ’也可在無論何時均可穩定地控制排氣壓力於大氣壓附近 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇 又前述排出器爲具有串聯複數之排出器元件的多段式 排出器.，且連通於處理爐之排氣管，理想爲以分岐連接於 各排出器元件之吸引口。該時，可更進一步地意圖增進排 氣能力，以致能以少量之驅動氣體消耗量來獲得大氣壓變 動以上之排氣能力，使得即使有氣壓之變動，也可在無論 何時穩定地控制排氣壓力於大氣壓附近。 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 511132 A7 B7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又本發明係一種熱處理裝置之壓力控制方法，具備有 :處理爐；處理氣體引入管部，要供應處理氣體於前述處 理爐內；排氣系，要從前述處理爐內排氣前述處理氣體； 及加熱機構，要加熱前述處理爐內成所定之處理溫度，而 前述排氣系乃做爲輔助排氣機構而配設有排出器，前述排 出器乃具有要連接連通於處理爐之排氣管的吸引口，和要 引入驅動氣體之氣體入口，及要排出前述驅動氣體的氣體 出口，並形成伴隨著從前述氣體入口朝向前述氣體出口流 通驅動氣體，而可藉前述吸引口及前述排氣管來吸引前述 處理爐內之氣體，其特徵爲具備有： 檢測前述排氣系之排氣壓力的過程；及 控制要引入於前述排出器之氣體入口的驅動氣體流量 ，以令所偵測之排氣壓力能成爲設定壓力的過程。‘ 依據本發明，較習知之僅由工場排氣系來實施之壓力 控制方法，可實施更廣闊且穩定之壓力控制。 〔實施發明之最佳實施形態〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下，將依據所附上之圖式來詳述本發明之實施形態 〇 圖1係顯示本發明之第1實施形態的氧化處理裝置結 構之圖。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置）係構 成爲可減壓處理型。於圖1中，縱型且整批（Batch)式之 處理爐1係形成收容被處理體的半導體晶圓W，而做爲處 理氣體供應水蒸氣，例如在8 5 0 t左右之高溫下來對半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -12- 511132 A7 ________ B7 _ 五、發明説明（1() (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 導體晶圓W實施熱處理。處理爐1具有上端爲封閉而下端 成開放之縱向長之圚筒狀的具有耐熱性之例如石英製反應 管（處理容器）2。 反應管2係以蓋體3封閉做爲爐口之下端開口部成氣 密來構成氣密性爲高的處理爐1。於前述蓋體3上，以藉 可旋轉之（晶片）舟載置台5來載置用於支承成水平狀態 朝上下方向隔著間隔之多數例如1 5 0片左右的半導體晶 圓W成多層用之基板支承具的例如石英製之晶片舟4。又 在蓋體3上，爲了防止來自爐口之放熱而配設有下部面狀 發熱體6 ，而在反應管2上方，配設有可加熱半導體晶圓 W成面內均勻之上部面狀發熱體7。 蓋體3係由未圖示之升降機構來構成爲可進行對於處 .理爐1內裝載（搬入）及卸下（搬出）晶片舟4及開閉爐 口。又在前述反應管2周圍，配設有由可加熱控制爐內成 所定之溫度，例如3 0 0〜1 0 〇 0 °C之電阻發熱體所形 成的加熱器8。加熱器8理想爲可迅速地進行升降溫度。 加熱器8周圍乃由冷卻套9所覆蓋者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於反應管2下側部，配設有適當數量之氣體引入管部 1 0。在氣體引入管部中之一，連接有以燃燒反應氫氣H 2 和氧氣0 2來產生水蒸氣而做爲處理氣體供應機構（水蒸氣 供應機構）的燃燒裝置（外部燃燒裝置）1 1 ° 該燃燒裝置理想爲構成由例如縮小燃燒管嘴之口徑’ 或改善燃燒裝管嘴之形狀等，就可供應水蒸氣成微少流量 ，例如每一分分鐘有0 · 4〜1公升左右（以往習知者爲 度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 511132 A7 B7 五、發明説明（11) 每一分鐘3公升以上）。又在燃燒裝置丨丨，爲了稀釋水 蒸氣等而配有用於供應惰氣，例如氮氣N 3用之惰氣供應部 1 2 °再者’在於其他之氣體引入管部，各連接有要供應 其他之處理氣體，例如一氧化氮氣體N 0、氧化二氮氣體 N〇2、鹽酸（氯化氫）H C 1或惰氣例如n 2等之供應源 (省略圖示）。 又用於排氣反應管2內用之排氣管部1 3乃配設於前 述反應管2下方。該排氣管部1 3連接有構成減壓排氣系 1 4之排氣管1 5。該排氣管1 5係由大口徑之配管，例 如3英寸左右內徑之配管所形成，以能在高真空度下實施 減壓排氣。又排氣管1 5係由耐腐蝕性配管所形成。例如 爲金屬製（最好爲不銹鋼製）之配管時，就會包覆耐蝕性 樹脂，理想爲含氟樹脂於其內周面。於前述排氣管1 5下 流側，連接有可減壓處理爐1內成爲最大例如一 1 P a左 右之減壓泵（真空泵）1 6。該減壓泵1 6之下流則連接 有除害（去除有害物）裝置1 7。而做爲減壓泵1 6，理 想爲乾式栗。 在於前述排氣管1 5途中，以分岐連接有連通於具備 除害裝置或排氣鼓風（吹風）器之工場排氣系之排氣管道 (未圖.示）的構成常壓排氣系1 8之常壓排氣管1 9。由 而，成爲能在常壓或微負壓下之處理。常壓排氣管1 9也 與前述排氣管1 5同樣，以耐蝕性配管所形成。在於排氣 管1 5及常壓排氣管1 9之外周圍，理想爲配設有加熱機 構例如電阻發熱體，以能去除（蒸發）會成爲腐鈾之原因 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 511132 A7 _ B7 _ 五、發明説明（id 的配管內水分。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而在常壓排氣系1 8及減壓排氣系1 4，各配設有可 調節開閉及可調節壓力之組合閥2 0、2 1。於減壓排氣 系1 4，組合閥2 1乃配設於較常壓排氣管1 9之分岐連 接部更下流位置的排氣管1 5。該等組合閥2 0、2 1係 以變換（轉換）例如電信號成爲空氣壓力，以進行控制閥 體（未圖示）之位置。又組合閥2 0、2 1乃具有〇環（ 未圖示）於閥體所要就座部位，以實施可關掉氣體之流通 。組合閥2 0、2 1，理想爲由具有耐蝕性材料，例如含 氟樹脂所形成，或以含氟樹脂之被覆膜包覆著要與排氣接 觸之接觸氣體面。 於較前述排氣管1 5之減壓處理用組合閥2 1更靠上 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .流位置，各別藉空氣壓控制方式之閥2 4、2 5‘來配設有 用於檢測常壓處理時之排氣壓力用的壓力感測器2 2及用 於檢測減壓處理時（減壓排氣時）之排氣壓力用的壓力感 測器2 3。壓力感測器2 2係形成爲能以例如0〜1 3 3 kPa (0〜lOOOTorr)之範圍來檢偵。而壓力 感測器2 3則形成爲能以例如〇〜1 . 3 3 k P a ( 〇〜 1 0 T 〇 r r )之範圍來檢測。做爲該等壓力感測器2 2 、2 3可使用絕對壓力型者。壓力感測器2 2因能以廣闊 範圍經常加以檢測，因此，閥2 4並不需要一定要配設。 壓力感測器2 2、2 3因要成爲可使用於存在有水分 和腐蝕性氣體之過酷之腐蝕環境下，因而要與排氣接觸之 接觸氣體面由非金屬之耐蝕性材料來形成，具體地說明時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 511132 A7 B7
係如圖2所示，壓力感測器2 2、2 3乃具備有：具有連 通至排氣管i 5之連通部2 6和放大所形成之內部的含氣 Μ脂製或陶瓷製之本體27,及在該本體”內部內以藉 S氟樹i曰製之〇環2 8的環狀封閉材料對於排氣側配設成 氣密之陶瓷製（接）受壓（力）構件2 9。該受壓構件 2 9係形成爲中空箱狀，而受壓構件2 g內部係以未圖示 之吸氣劑來保持成真空。受壓構件2 9內面貼住配設有由 排氣壓力所產生之變形畸變量做爲電氣量來檢測之感測器 構件3 0。其他則配設有電零件裝設件3 1於本體2 7內 Ο (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 各配設於前述常壓排氣系1 8及減壓排氣系1 4之組 合閥2 0、2 1係形成由共用之控制部（控制器）3 2， 依據前述壓力感測器2 2、2 3之檢測壓力來加以控制。 具體地說明時，控制部3 2係在常壓處理時，就打開常壓 排氣系1 8之組合閥2 0，並依據常壓處理時用之壓力感 測器2 2所檢測之壓力來控制組合閥2 0，而在減壓處理 時，就打開減壓排氣系1 4之組合閥2 1 ，並依據減壓處 理時用之壓力感測器2 3所檢測之壓力來控制組合閥2 1 。換言之，可實施二系統之控制。 由以上之結構所形成之氧化處理裝置係構成可實施高 減壓排氣之不會透氣之構造。例如在處理爐1之排氣系的 各連接部，均配設有封閉機構之◦環。又熱處理裝置係構 成由預先輸入有所期盼之熱處理方法的程式程序之控制裝 置（未圖示）來控制燃燒裝置1 1，加熱器8 ’組合閥 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 511132 A7 __ B7 ___ 五、發明説明（14 2 0、2 1的控制部3 2等，以令所期盼之熱處理方法可 自動地來實施。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，說明有關前述氧化處理裝置之作用（熱處理方 法）。首先，處理爐1內係開放於大氣且由加熱器8預先 加熱控制成所定之溫度，例如3 0 0 °C。並保持有多數片 之半導體晶圓W之晶片舟4予以裝載於如此之處理爐1內 ，而處理爐1之爐口，將以蓋體3予以密閉。而後，由減 壓排氣系1 4之抽真空來減壓處理爐1內。該減壓或抽真 空，以包括循環淸洗過程爲其理想。當在進行前述裝載（ 搬入）及循環淸洗時，將供應惰氣例如N 2於處理爐1內， 以防止形成自然氧化膜於半導體晶圓W表面。另一方面， N2爲1 0 0%時，半導體晶圓W之表面會氮化，而所氮化 .之表面會在以後之氧化過程難以進行氧化。爲此，當在前 述之裝載及循環淸洗之時，將供應少量之〇 2，例如1 %左 右。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述循環淸洗係以進行處理爐1內抽真空之同時，交 替重覆地供應及停止供應惰氣，例如N ‘2來實施。該時，排 氣系可由組合閥2 1而切換成減壓排氣系1 4之同時，將 在真空泵1 6之動作狀態下，由壓力感測器2 3來檢測壓 力（管內壓力=爐1內之壓力）’並由組合閥2 1之控制 來減壓排氣處理爐1內成所定之壓力’例如- 1 p a左右 。而在該減壓排氣狀態下’將被控制成所定流量之惰氣’ 例如N 2乃由重覆地實施惰氣供應閥（未圖示）之開閉來成 間歇性的供應。由而，可實施循環淸洗且迅速地減壓處理 尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（21G X 297公釐) -17- 511132 A7 B7 五、發明説明（θ 爐1內，而充分地換置爲情氣。亦即，由該循環淸洗而可 實施迅速地減壓（縮短到達真空之時間）及換置之情事。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，在前述減壓排氣狀態下，以藉控制加熱器8來 升高處理爐1內成所定溫度，例如升高至8 5 0 t爲止。 而使排氣系藉組合閥2 0轉換成常壓排氣系1 8，就可令 處理爐1內控制成常壓（約1 T 〇 r r減壓）或微減壓（ 減壓約1 0 0〜2 Ο Ο T 〇 r r )。且以該狀態下進行復 原（要貫施fe疋半導體晶圓之溫度的過程）後，方進行所 期盼之熱處理，例如H C 1氧化。該熱處理係供應氧氣〇2 和氫氣Η 2於燃燒裝置1 1燃燒，且令產生於燃燒裝置1 1 之水蒸氣與氯化氫（H C 1 )氣體及惰氣例如Ν 2 —齊供予 處理爐1內，並以微減壓狀態來進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當完成（終結）熱處理過程，就轉換排氣系成減壓排 氣系1 4 (自動轉換），再度對處理爐1內抽真空使之減 壓。而後，藉控制加熱器8來降溫處理爐1內成所定之溫 度，例如3 0 0 °C左右之溫度。並行於該降溫，處理爐1 內會恢復成常壓，而從處理爐1內卸下（搬出）晶片舟4 並進行淸洗（要冷卻半導體晶圓成可搬運之溫度乙事）。 前述熱處理過程完成後之再度所進行之減壓或抽真空，理 想爲也包括有循環淸洗過程。 以如上述，因進行收容半導體晶圓W於預先加熱成所 定溫度之處理爐1內且升溫處理爐1內直至所定之處理溫 度，並在供應處理氣體的水蒸氣來對半導體晶圓W進行熱 處理時，乃在減壓下實施前述升溫之過程，因而，能在排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 511132 A7 B7 五、發明説明（切 除氧化種之狀態下來升高半導體晶圓w直至所定之處理溫 度。因此’可抑止在升溫過程下形成自然氧化膜，使得可 形成優異品質之極薄氧化膜。 又不僅僅在於所期盼之熱處理過程前而已，甚至在過 程後也構成處理爐1內以抽真空來減壓，使得可充分地排 除在所期盼之熱處理過程以外的多餘之氧化種，由而可充 分地抑制自然氧化膜之形成。爲此，可形成膜（品）質及 膜厚爲均勻且品質爲優異之極薄氧化膜。例如可形成膜厚 爲2nm左右之Si〇2膜。 又前述之對於處理爐1實施減壓或抽真空之過程，包 括有所謂循環淸洗之時，可實施迅速之減壓和換置，使得 可意圖增進生產量。 又前述熱處理裝置係具備有：要供應水蒸氣於處理爐 1內之水蒸氣供應機構的燃燒裝置1 1 ;在熱處理過程中 以微差壓或微減壓來排氣處理爐1內的常壓排氣系1 8 ; 及在熱處理過程前後，可抽真空處理爐1內的減壓排氣系 1 4，且構成由組合閥2 0、2 1來實施轉換前述常壓排 氣系1 8和減壓排氣系1 4，因此，可確實且容易地實施 前述之熱處理方法。 該狀態時，前述燃燒裝置1 1乃構成爲能以微少流量 來供應水蒸氣。由而可充分地獲得膜形成時間’進而可形 成更爲優異品質之極薄氧化膜。又由於組合閥2 0、2 1 因具備調節開閉功能及調節壓力功能’使得可減少閥之數 量而可簡僕化常壓排氣系1 8及減壓排氣系1 4的結構’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 511132 A7 B7 五、發明説明（ 因此，可意圖減低成本。 再者，做爲氧化處理方法，也可實施如在所期盼之氧 化處理過程後，以處理爐1內形成所定之壓力，例如減壓 控制1 3 3 h P a左右之狀態下來供應一氧化氮N 0或氧 化二氮N 0 2，以進行擴散處理。該擴散處理之前後，理想 以抽真空處理爐1內來實施減壓。 又該減壓或抽真空，理想爲包括有循環淸洗。以如此 地，實施濕式氧化後，由循環淸洗來充分地去除處理爐內 之水分，而後，方供應一氧化氮N 0或氧化二氮N〇2時， 可充分地抑制產生腐蝕性強之硝酸Η N 0 3。又可形成高絕 緣性之S i Ν 0膜，因而，可容易地意圖改善膜質成爲高 可靠性。 如上述，可減壓處理之氧化處理裝置係供應處理氣體 於要收容半導體晶圓W之處理爐1內，而以所定之處理溫 度來進行半導體晶圓W之熱處理的裝置，具備有：用於以 所定之排氣壓力排氣前述處理爐1內的常壓排氣系1 8 ; 用於以較常壓排氣系1 8更低之壓力來減壓排氣前述處理 爐1內的減壓排氣系1 4 ;各配設於常壓排氣系1 8及減 壓排氣系1 4之可調節開閉及調節壓力之組合閥2 0、 2 1 用於檢測前述排氣壓力的差壓型或絕對壓力型之壓 力感測器2 2、2 3 ;及依據該壓力感測器2 2、2 3之 檢測壓力來控制前述組合閥2 0、2 1的控制部3 2。 因此，可進行使用常壓排氣系1 8之常壓或微減壓氧 化處理及使用減壓排氣系1 4之循環淸洗或減壓C. V d處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -s'. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 511132 A7 B7 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 理等的連續處理。在於常壓排氣系1 8 ，可在不需要引入 大氣或引入惰氣之下，形成可實施穩定之控制。又可令排 氣系構成爲簡僕化，且可消除惰氣例如Ν 2之運轉費用，使 得可意圖減低裝置整體之成本。 尤其，做爲常壓排氣系1 8之壓力感測器及減壓排氣 系1 4之壓力感測器，當使用絕對壓力型之壓力感測器 2 2、2 3時，並不會受到由氣象條件而產生之大氣壓變 動的影響，以致可實施例如在大氣壓附近之穩定的控制絕 對壓力及在減壓下之穩定的控制絕對壓力。由而，無論何 時均可形均勻且薄膜厚之氧化膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又前述壓力感測器2 2、2 3之會與排氣接觸之接觸 氣體面，乃由非金屬之耐蝕性材料所形成。因此，甚至爲 存在有水分和腐蝕性之過酷（嚴重）的腐蝕環境：，也不需 要憂慮腐蝕壓力感測器（因此，並不會由腐蝕而引起壓力 變動），無論何時均可進行穩定之製程。尤其，前述壓力 感測器2 2、2 3具有含氟樹脂製或陶瓷製之本體2 7， 及配設成氣密於該本體2 7內之陶瓷製的（接）受壓（力 )構件2 9時，能以簡單之構造來意圖增進耐蝕性。 再者，於前述氧化處理裝置，雖不需要對於常壓排氣 系之組.合閥前後引入大氣或引入惰氣，但也可構成爲實施 引入大氣壓或引入惰氣之情事。做爲絕對壓力型壓力感測 器2 2，也可使用可檢測例如8 0 0 h P a〜1 1 〇 〇 h P a.者。在圖1之實施形態，雖使用著範圍有相異之兩 個絕對壓力型感測器2 2、2 3，但在未要求減壓下之高 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 511132 A7 _ B7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 精（密）度壓力控制時，就不需要範圍狹窄之絕對壓力型 壓力感測器2 3，僅以一個範圍廣闊之絕對壓力型壓力感 測器2 2就已足夠達到目的。 圖3係顯示本發明之第2實施形態的氧化處理裝置結 構圖。於本實施形態，與前述實施形態同一部分將附上同 一符號並省略其說明。 於本實施形態之氧化處理裝置，爲了控制配設於常壓 排氣系1 8之組合閥2 0，將以與大氣之差壓來檢測排氣 壓力之差壓型的壓力感測器2 3，以藉空氣壓控制式之閥 3 4來配設於排氣管1 5。又爲了控制前述組合閥2 0而 具備有：以絕對壓力來檢測大氣壓之絕對壓力型壓力感測 器（大氣壓感測器）3 5，及依據前述差壓型壓力感測器 3 3之檢測壓力來控制前述組合閥2 0，以令常壓排氣系 1 8成爲設定差壓之同時，依據前述絕對壓力型壓力感測 器3 5之檢測壓力來修正前述設定差壓用的控制部3 6。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 做爲前述差壓型之壓力感測器3 3，乃使用能以例如 大氣壓（1013 .25hPa)±133〇Pa 之範圍 可檢測者。該差壓型壓力感測器3 3乃爲了可耐過酷之腐 蝕環境，將接觸氣體面以非氣屬之耐鈾性材料’例如以耐 蝕性樹脂，理想爲含氟樹脂所形成。該狀態時’差壓型壓 力感測器3 3係與圖1之實施形態同樣’理想爲具有含氟 樹脂製或陶瓷製之本體，及配設成氣密於該本體內之陶瓷 製的接受壓力構件。再者，該時，接受壓力構件乃開放於 大氣中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 公釐） -22- 511132 A7 B7 五、發明説明（2() 而做爲前述絕對壓力型壓力感測器3 5，將使用例如 可檢測0〜1330hPa 〔〇〜l〇〇〇T〇rr〕之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 範圍的一般性者。再者，也可爲以能檢測例如8 0 0〜 1 1 0 0 h P a範圍者來做爲絕對壓力型壓力感測器3 5 〇 依據圖3之實施形態，在於常壓排氣系，將取進經常 監視（監控）大氣壓之絕對壓力型壓力感測器3 5的信號 於控制部3 6，並響應於大氣之變動而使設定壓力（差壓 )成爲可變，就可經常能以一定壓力來實施處理。因，此， 雖爲差壓控制，也不會被大氣壓（天氣）所支配之狀態下 ，可實施穩定之控制，使得無論何時均可形成均勻膜厚之 氣化膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例如在前述氧化處理裝置之設置場所的平均大氣壓爲 -1013.25hPa (760Torr)，而處理壓 力（設定壓力）爲1013 · 25hPa (760 Torr)，亦即，設定差壓爲0Pa〔0T〇rr〕時 ，倘若大氣壓無變動時，就依據差壓型壓力感測器3 3之 檢測壓力，由控制部3 6來控制組合閥2 0，以令常壓排 氣系1 8之排氣壓力可成爲設定差壓0 P a。 但由於天氣之變動，例如由於低氣壓的靠近而大氣壓 變爲997.5hPa 〔750Torr〕時，倘若僅由 差壓型壓力感測器3 3來控制時，因設定差壓爲0 P a 〔 〇 T 〇 r r )，使得常壓排氣系1 8之排氣壓力就會被控 制成 9 9 7 · 5 h P a〔 7 5 0 Τ ο I* r〕。該狀態時， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -23- 511132 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（21) 要形成於半導體晶圓表面之氧化膜的膜厚會產生變化。 爲此，將由絕對壓力型壓力感測器3 5檢測該時之大 氣壓997.5hPa〔750Torr〕，並取進該檢 測信號於3 6，而從設定差壓0 P a 〔 Ο T 〇 r r〕修正 爲 +15 ·751ιΡη 〔 + 11 · 84Torr〕之設定 差壓。由而，可控制常壓排氣系1 8之排氣壓力成爲1 0 1 3 · 2 5 h P a 〔 7 6 Ο τ 0 r r〕。亦即，將設定時 之設定差壓（設定壓力-設定時之大氣壓’予以修正爲現 在時刻之差壓（設定壓力-現在時刻之大氣壓），就可無 關於天氣之變動’亦就是大氣壓之變動來經常保持常壓排 氣系1 8之排氣壓力，即處理爐1內之處理壓力成爲一定 。由而，可令氧化膜之膜壓成爲一定（均勻）。 於本實施形態，以絕對壓力來檢測大氣壓的壓力感測 器（大氣壓感測器）3 5，可爲氣壓計。 圖4係顯示本發明之第3實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置）係做 爲常壓型來構成。而於本實施形態，對於與圖1之實施形 態爲同一部分，將附上同一符號並省略其說明。 在本實施形態之氧化處理裝置，將構成常壓排氣系 1 8之常壓排氣管1 9連接於反應管2之排氣管部1 3。 常壓排氣管1 9係連接於工場排氣系之排氣管道。常壓排 氣管1 9係由耐蝕性配管所形成。 而工場排氣系之排氣壓力係予以形成例如與大氣壓之 差爲—lOOOPa 〔― 7 · 5Tor r〕左右之微減壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） IL---^----------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -24- 511132 A7 B7 ___ 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 。於前述常壓排氣管，依序配設有檢測該排氣壓力用之絕 對壓力型的壓力感測器2 2，及可調節開閉及可調節壓力 之組合閥2 0。該組合閥2 0乃構成爲由控制部3 6依據 絕對壓力型壓力感測器2 2的檢測壓力來控制者。 而做爲絕對壓力型壓力感測器2 2，將使用例如可檢 測0〜1330hPa 〔〇〜lOOOTorr〕之範圍 的一般性者。再者，也可爲以能檢測例如8 0 0〜 1 1 0 0 h P a範圍者來做爲絕對壓力型壓力感測器3 5 〇 前述絕對壓力型壓力感測器2 2及組合閥2 0係由非 金屬之耐蝕性材料例如耐蝕性樹脂，理想爲含氟樹脂來形 成接觸氣體面，以能耐嚴酷之腐蝕環境。該狀態時，絕對 壓力型壓力感測器2 2，理想爲與圖1之實施形態同樣， 乃具有含氟樹脂製或陶瓷製之本體，及配設成氣密於該本 體內之陶瓷製的接受壓力構件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於工場排氣系，乃複數台之熱處理裝置成多數連接。 因而，不僅抽真空力高弱而已，會產生壓力變動。爲了解 決該問題，配設有多段式排出器4 0於常壓排氣系1 8之 常壓排氣管1 9。該多段式排出器4 0係由例如3個排出 器構件4 0 a、4 0 b、4 0 c串聯所形成，並對於各排 出器構件4 0 a、4 0 b、4 0 c，以分岐連接有常壓排 氣管1 9的下流側。 第1段之排出器構件4 0 a，將引入藉電一氣動調整 器4 1控制做爲其操作（工作）氣體之空氣或惰氣，例如 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -25- 511132 A7 B7 五、發明説明（2$ 氮氣N2成爲所定流量。由而，來自常壓排氣管1 9之排氣 可被吸引於第1段之排出器構件4 0 a。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2段之排出器構件4 0 b，將引入來自前述第1段 之排出器構件4 0 a所排出的排氣。由而，來自常壓排氣 管1 9之排氣更會被吸引。同樣，第3段之排出器構件 4 0 c，將引入來出前述第2段之排出器構件4 0 b所排 出的排氣。由而，更能吸引來自常壓排氣管1 9之排氣。 因此，從各排出器構件4 0 a、4 0 b、4 0 c所排出之 氣體，將依序逐漸增大。而最後一段（在圖示例爲第3段 )之從排出器構件4 0 c所排出之排氣會排出至工場排氣 系。 電-氣動調整器乃構成爲由前述控制部3 6依據絕對 .壓力型壓力感測器2 2之檢測壓力來控制常壓排氣管1 9 內之排氣壓力能成爲所定之壓力。依據前述多段式排出器 4 0，當供應每分鐘4 0公升之例如做爲工作氣體之空氣 或氮氣時，可減壓排氣一 133hPa〔一 100 T 〇 r r〕之大小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述，依據本實施形態之氧化處理裝置，因具備有 多段式排出器（ejector ) 4 0，因此，即使大氣壓產生變 動，無論何時均可穩定地控制排氣壓力成爲大氣壓附近。 又多段式排出器4 0因構成爲多段式構造，因而，能以極 少之氣體消耗量來獲得大氣壓變動以上之排氣能力。再者 ，可由電-氣動調整器4 1來使供予多段式排出器4 0之 供氣量成爲可變，使得可提供更進一步具有省能源型的系 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -26- 511132 A7 B7 五、發明説明（ 統。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，於圖4之實施形態，做爲壓力感測器2 2使用 著絕對壓力型，但也可爲差壓型。當要使用差壓型壓力感 測器時，就與圖3之實施形態同樣’理想爲構成爲由絕對 壓力型壓力感測器（大氣感測器）檢測大氣壓並輸入該檢 測信號輸入於控制部，以修正設定差壓之結構。 以上，雖由圖面詳述本發明之實施形態，但本發明並 非被限定於前述實施形態而已，可在不脫離本發明之要旨 範圍下，可進行種種之設計變更。例如，前述實施形態， 做爲處理爐雖例示縱向型爐，但也可爲橫向型爐。又雖例 示整批式處理爐，但也可爲單片式處理爐。 而做爲被處理體，除了半導體晶圓以外，也可爲例如 L C D基板或玻璃基板等。 做爲上述水蒸氣供應機構，並不限定於燃燒式，亦可 爲例如氣化式、觸媒式、沸騰式等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又在前述實施形態，雖顯示適用本發明於氧化處理裝 置時之狀況者，但本發明除了氧化處理裝置以外，也可適 用於例如擴散處理裝置，C V D處理裝置、退火處理裝置 、或該等之複合型裝置等。 又也可不使用外部燃燒裝置，而是構成對於處理爐內 引入氫氣和氧氣來使之產生反應的方式。 其次’圖5係藏τρ:本發明之第2實施形態的氧化處理 裝置之結構圖。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置 )乃構成爲可實施常壓處理及可減壓處理的型式者。於圖 本紙張尺度適用中.國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 511132 A7 _______B7 五、發明説明（ 5中，縱型且整批（Batch)式之處理爐1 〇 1係形成收容 被處理體的半導體晶圓W，而做爲處理氣體供應水蒸氣， 例如在8 5 0 °C左右之高溫下來對半導體晶圓w實施熱處 理。處理爐1 0 1具有上端爲封閉而下端成開放之縱向長 之圓筒狀的具有耐熱性之例如石英製反應管（處理容器） 10 2° 反應管1 0 2係以蓋體1 〇 3封閉做爲爐口之下端開 口部成氣密來構成氣密性爲高的處理爐1 〇 1。於前述蓋 體1 0 3上，以藉保溫筒1 0 6來載置用於支承成水平狀 態朝上下方向隔著間隔之多數片例如1 5 0片左右之半導 體晶圓W成多層用的基板支承具之例如石英製的晶片舟 10 4° 蓋體1 0 3係由未圖示之升降機構來構成爲可進行對 於處理爐1 1 0內裝載（搬入）及卸下（搬出）晶片舟 1 0 4及開閉爐口。又在前述反應管1 〇 2周圍，配設有 由可加熱控制爐內成所定之溫度，例如可加熱控制成 3 0 0〜1 0 0 〇°C之電阻發熱體所形成的加熱器1 〇 8 。加熱器1 0 8周圍乃由冷卻套10 9所覆蓋者。 於反應管1 0 2下側部，配設有適當數量之氣體引入 管部1. 1 0。在氣體引入管部1 1 0中之一，連接有以燃 燒反應氫氣Η 2和氧氣◦ 2來產生水蒸氣而做爲處理氣體供 應機構（水蒸氣供應機構）的燃燒裝置（外部燃燒裝置） 1 1 1。再者，在其他之氣體引入管部則各連接有要供應 其他之處理氣體，例如一氧化氮Ν 0，氧化二氮Ν 2. 0，氯 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210'乂297公釐1 " 一 -28- II---1il#------tr------争 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 511132 A7 B7 五、發明説明（ 化氫H C 1或惰氣例如N 2等之供氣源（省略圖示）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又在前述石英製之反應管1 0 2下方側壁，配設有成 一體之要排氣反應管1 0 2內用之排氣管部1 1 3。該排 氣管部1 1 3連接有構成減壓排氣系1 1 4之排氣管 1. 1 5。再者，蓋體1 0 3雖爲金屬製（主要爲不銹鋼製 )者，但對於曝露於高溫之爐內環境及處理氣體之部位的 接觸氣體面，乃進行包覆著用於抑制金屬製件之腐蝕及來 自金屬製構件所引起之被處理體之金屬污染。於此，乃包 覆著一種陶瓷的鉻氣化物被覆膜。又在排氣管1 1 3內面 ’實施有要抑制由冷卻爐內副生成物所引起之附著用的包 覆。在此，乃包覆著高耐熱性之鉻氧化物被覆膜或含氟樹 脂被覆膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述排氣管115係由能在高真空度下實施減壓排氣 ’而以大口徑之配管例如3英吋左右的內徑之配管所形成 。又排氣管1 1 5由耐蝕性配管所形成。例如爲金屬製（ 理想爲不銹鋼製）的配管時，就在其內面，包覆耐蝕性樹 脂的含氟樹脂之被覆膜。在前述排氣管1 1 5下流側，連 接有可減壓處理爐1 0 1內成爲最大例如-1 P a左右之 減壓泵（真空泵）1 1 6。該減壓泵1 1 6之下流則連接 有除害.裝置1 1 7。而連接除害裝置1 1 7之配管內面也 包覆有含氟樹脂之被覆膜。做爲減壓泵1 1 6，理想爲例 如乾式泵。 在於前述排氣管1 1 5途中，以分岐連接有連通於具 備除害裝置或排氣鼓風（吹風）器之工場排氣系之排氣管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -29- 511132 A7 B7 五、發明説明（2力 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 道（未圖示）的構成常壓排氣系1 1 8之常壓排氣管 1 1 9。由而，成爲能在常壓或微負壓下之處理。常壓排 氣管1 1 9也與前述排氣管1 1 5同樣，在於金屬製理想 爲不銹鋼製之配管內周面，以包覆耐蝕性樹脂之含覆樹脂 被覆膜所形成。在於排氣管1 1 5及常壓排氣管1 1 9之 外周圍，理想爲配設有加熱機構例如電阻發熱體，以能去 除（蒸發）會成爲腐蝕之原因的配管內之水分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而在常壓排氣系1 1 8及減壓排氣系1 1 4，各配設 有可調節開閉及可調節壓力之紅合閥1 2 0、1 2 1。於 減壓排氣系1 1 4，組合閥1 2 1乃配設於較常壓排氣管 1 1 9之分岐連接部更下流位置的排氣管1 1 5。該等組 合閥1 2 0、1 2 1係以變換（轉換）例如電信號成爲空 氣壓力，以進行控制閥體（未圖示）之位置。又組合閥 1 2 0、1 2 1乃具有0環（未圖示）於閥體所要就座部 位，以實施可關掉氣體之流通。於組合閥1 2 0、1 2 1 之要與排氣接觸之部分，乃由具有耐触性之材料，例如含 氟樹脂所形成。倘若組合閥1 2 0、1 2 1係以金屬所構 成時，要與排氣接觸之接觸氣體面乃由含氟樹脂之被覆膜 所包覆者。 於較前述排氣管1 1 5之減壓處理用組合閥1 2 1更 靠上流位置，各別藉空氣壓控制方式之閥1 2 4、1 2 5 來配設有用於檢測常壓處理時之排氣壓力用的壓力感測器 1 2 2及用於檢測減壓處理時（減壓排氣時）之排氣壓力 用的壓力感測器1 2 3。而前述壓力感測器1 2 2、1 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -30- 511132 A7 B7 五、發明説明（2d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3乃爲了能在存在有水分Η 2 0和腐鈾性氣體H C 1之嚴酷 的腐蝕環境下所使用，而要與排氣接觸之接觸氣體面係由 含氟樹脂所形成。 各配設於前述常壓排氣系118及減壓排氣系114 之組合閥1 2 0、1 2 1係形成由共用之控制部（控制器 )1 3 2，依據前述壓力感測器1 2 2、1 2 3之檢測壓 力來加以控制。具體地說明時，控制部3 2係在常壓處理 時，就打開常壓排氣系1 1 8之組合閥1 2 0，並依據常 壓處理時用之壓力感測器1 2 2所檢測之壓力來控制組合 閥1 2 0，而在減壓處理時，就打開減壓排氣系1 1 4之 組合閥1 2 1 ，並依據減壓處理時用之壓力感測器1 2 3 所檢測之壓力來控制組合閥1 2 1。換言之，可實施二系 統之控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由以上之結構所形成之氧化處理裝置係構成可實施高 減壓排氣之不會透氣之構造。例如在處理爐1 〇 1之排氣 系的各連接部，均配設有封閉機構之0環。又熱處理裝置 係構成由預先輸入有所期盼之熱處理方法的程式程序之控 制裝置（未圖示）來控制燃燒裝置1 1 1 ，加熱器1 Q 8 ，組合閥1 2 0、1 2 1的控制部1 3 2等，以令所期盼 之熱處理方法可自動地來實施。 做爲則述鉻氧化被覆膜之包覆方法，可利用例如記載 於曰本國專利特開昭6 3 - 3 1 7 6 8 0號公報之鉻氧化 物被覆膜的形成方法等。該方法係加S i〇2和人12〇3 粉末於酸酐化水溶液且予以調整之泥漿物塗佈於金屬表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ~ - -31 - 511132 A7 _ B7 五、發明説明（2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之後’予以加熱來形成多孔質膜，並將其含浸（浸漬）添 加有鉻酸硝胺或重鉻酸硝胺1 0重量％以下之無水鉻酸水 溶液’且予以加熱處理。而由重複地實施該含浸鉻酸和加 熱處理’就可獲得極具有耐熱性及耐蝕性之鉻氧化物被覆 膜。 而要做爲包覆前述排氣管1 1 5、1 1 9或閥1 2 0 、1 2 1之含氟樹脂，可利用例如，ρ τ F E =聚四氟乙 烯（四氟化乙烯樹脂），P F A二四氟乙烯一全氟烷基乙 烯醚共聚物（四氟化乙烯-乙烯共聚樹脂）等。至於做爲 對於排氣系之接觸氣體面之含氟樹脂之包覆（塗敷）方法 ，有如噴塗、浸漬、刷塗、加襯等。由於包覆前述含氟樹 脂而可成爲能防止排氣系之腐蝕及可防止由其表面之平滑 性而附著反應副生成物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，說明有關前述氧化處理裝置之作用（熱處理方 法）。首先，處理爐1 〇 1內係開放於大氣且由加熱器 1 0 8預先加熱控制成所定之溫度，例如3 0 0 °C。並保 持有多數片之半導體晶圓W之晶片舟1 〇 4予以裝載於如 此之處理爐.1 0 1內，而處理爐1 〇 1之爐口，將以蓋體 1 0 3予以密閉。而後，由減壓排氣系1 1 4之抽真空來 減壓處.理爐1 0 1內。該減壓或抽真空，以包括循環淸洗 過程爲其理想。當在進行前述裝載（搬入）及循環淸洗時 ，將供應惰氣例如N 2於處理爐1 〇 1內，以防止形成自然 氧化膜於半導體晶圓W表面。另一方面，N2爲1 0 0%時 ，半導體晶圓W之表面會氮化，而所氮化之表面會在以後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 511132 Α7 Β7 五、發明説明（3C) 之氧化過程難以進行氧化。爲此，當在前述之裝載及循環 淸洗之時，將供應少量之〇2，例如1 %左右。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 前述循環淸洗係以進行處理爐1 〇 1內抽真空之同時 ’交替重覆地供應及停止供應惰氣，例如N 2來實施。該時 排氣系可由組合閥1 2 1而切換成減壓排氣系1 1 4之 同時，將在真空泵1 1 6之動作狀態下，由壓力感測器 1 2 3來檢測壓力（管內壓力=爐1 〇 1內之壓力），並 由組合閥1 2 1之控制來減壓排氣處理爐1 〇 1內成所定 之壓力，例如-1 P a左右。而在該減壓排氣狀態下，將 被控制成所定流量之惰氣，例如N 2乃由重覆地實施情氣供 應閥（未圖示）之開閉來成間歇性的供應。由而，可實施 循環淸洗且迅速地減壓處理爐1 0 1內，而充分地換置爲 惰氣。亦即，由該循環淸洗而可實施迅速地減壓（縮短到 達真空之時間）及換置之情事。 接著，在前述減壓排氣狀態下，以藉控制加熱器 1 0 8來升高處理爐1 〇 1內成所定溫度，例如升高至 8 5 0 °C爲止。而使排氣系藉組合閥1 2 0轉換成常壓排 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氣系1 1 8，就可令處理爐1 〇 1內控制成常壓（約1 T 〇 r r減壓）或微減壓（減壓約1 〇 〇〜2 〇 〇 T 〇 r r )。且以該狀態下進行復原（要實施穩定半導體 晶圓之溫度的過程）後，方進行所期盼之熱處理，例如 H C 1氧化。該熱處理係供應氧氣〇 2和氫氣Η 2於燃燒裝 置1 1 1燃燒，且令產生於燃燒裝置1 1 1之水蒸氣與氯 化氫（H C 1 )氣體及惰氣例如Ν 2 —齊供予處理爐1 〇 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) -33- 511132 A7 _ B7 五、發明説明（31) 內，並以微減壓狀態來進行。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當完成（終結）熱處理過程，就轉換排氣系成減壓排 氣系1 1 4 (自動轉換）’再度對處理爐1 0 1內抽真空 使之減壓。而後，藉控制加熱器1 〇 8來降溫處理爐 1 0 1內成所定之溫度，例如3 0 〇 °C左右之溫度。並行 於該降溫，處理爐1 0 1內會恢復成常壓，而從處理爐 1 0 1內卸下（搬出）晶片舟1 〇 4並進行淸洗（要冷卻 半導體晶圓成可搬運之溫度乙事）。前述熱處理過程完成 後之再度所進行之減壓或抽真空，理想爲也包括有循環淸 洗過程。 以如上述，因進行收容半導體晶圓W於預先加熱成所 疋溫度之處理爐1 0 1內且升溫處理爐1 〇 1內直至所之 處理溫度，並在供應處理氣體的水蒸氣來對半導體晶圓w 進行熱處理時，乃在減壓下實施前述升溫之過程，因而， 能在排除氧化種之狀態下來升高半導體晶圓W直至所定之 處理溫度。因此，可抑止在升溫過程下形成自然氧化膜， 使得可形成優異品質之極薄氧化膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又不僅僅在於所期盼之熱處理過程前而已，甚至在過 程後也構成處理爐1 0 1內以抽真空來減壓，使得可充分 地排除.在所期盼之熱處理過程以外的多餘之氧化種，由而 可充分地抑制自然氧化膜之形成。爲此，可形成膜（品） 質及膜厚爲均勻且品質爲優異之極薄氧化膜。例如可形成 膜厚爲2nm左右之Si〇2膜。 又前述之對於處理爐1 0 1實施減壓或抽真空之過程 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐] ' - 34- 511132 A7 B7 _ 五、發明説明（3$ ，包括有所謂循環淸洗之時，可實施迅速之減壓和換置， 使得可意圖增進生產量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又前述熱處理裝置係具備有：要供應水蒸氣於處理爐 1 0 1內之水蒸氣供應機構的燃燒裝置1 1 1 ;在熱處理 過程中以微差壓或微減壓來排氣處理爐1 0 1內的常壓排 氣系1 1 8 ;及在熱處理過程前後，可抽真空處理爐 1 0 1內的減壓排氣系1 1 4 ，且構成由組合閥1 2 0、 1 2 1來實施轉換前述常壓排氣系1 1 8和減壓排氣系 1 1 4，因此，可確實且容易地實施前述之熱處理方法。 如上述，可減壓處理之氧化處理裝置係供應處理氣體 於要收容半導體晶圓W之處理爐1 0 1內，而以所定之處 理溫度來進行半導體晶圓W之熱處理的裝置，具備有：用 .於以所定之排氣壓力排氣前述處理爐1 0 1內的常壓排氣 系1 1 8 ;用於以較常壓排氣系1 1 8更低之壓力來減壓 排氣前述處理爐1 0 1內的減壓排氣系1 1 4 ;各配設於 常壓排氣系1 1 8及減壓排氣系1 1 4之可調節開閉及調 節壓力之組合閥1 2 0、1 2 1 ;用於檢測前述排氣壓力 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的絕對壓力型之壓力感測器1 2 2、1 2 3 ;及依據該壓 力感測器1 2 2、1 2 3之檢測壓力來控制前述組合閥 1 2 0 .、1 2 1的控制部1 3 2。 因此，可進行使用常壓排氣系1 1 8之常壓或微減壓 氧化處理及使用減壓排氣系1 1 4之循環淸洗或減壓 C V D處理等的連續處理。在於常壓排氣系1 1 8，可在 不需要引入大氣或引入惰氣之下，形成可實施穩定之控制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ^~一 -35. 511132 A7 B7_ _ 五、發明説明（ 。又可令排氣系構成爲簡僕化，且可消除惰氣例如N 2之運 轉費用，使得可意圖減低裝置整體之成本。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 尤其，做爲常壓排氣系1 1 8之壓力感測器及減壓排 氣系1 1 4之壓力感測器，當使用絕對壓力型之壓力感測 器122、123時，並不會受到由氣象條件而產生之大 氣壓變動的影響，以致可實施例如在大氣壓附近之穩定的 控制絕對壓力及在減壓下之穩定的控制絕對壓力。由而’ 無論何時均可形均勻且薄膜厚之氣化膜。 又在金屬製之蓋體1 0 3之接觸氣體面，爲了抑制蓋 體1 0 3之腐蝕及來自蓋體1 0 3所引起之金屬污染晶圓 W而包覆有鉻氧化物被覆膜，因而，並不需要採取如以石 英蓋來覆蓋會曝露於高溫之爐內環境的金屬部分，或以局 .部性地供應惰氣，以令爐內氣體不會接觸於金屬部分等之 花費成本之對策，而可意圖以廉價來改善耐鈾性及防止金 屬污染。 又由於對於反應爐1 0 2出口之排氣管部1 1 3內面 ，或排氣管115、119及組合閥120、121的接 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 觸氣體面，也實施包覆含氟樹脂被覆膜，使得可抑制爐內 產生副生成物之附著之同時，可確保穩定之耐蝕性。因此 ，可減輕維護之負荷（負擔）。 以上，雖由圖面詳述本發明之實施形態，但本發明並 非被限定於前述實施形態而已，可在不脫離本發明之要旨 範圍下，可進行種種之設計變更。例如，前述實施形態， 做爲處理爐雖例示縱向型爐，但也可爲橫向型爐，又例示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 511132 A7 __ B7 五、發明説明（34 整批式處理爐，但也可爲單片式處理爐。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 而做爲被處理體，除了半導體晶圓以外，也可爲例如 L C D基板或玻璃基板等。 .做爲上述水蒸氣供應機構，並不限定於燃燒式，亦可 爲例如氣化式、觸媒式、沸騰式等。 又在前述實施形態，雖顯示適用本發明於氧化處理裝 置時之狀況者，但本發明除了氧化處理裝置以外，也可適 .用於例如擴散處理裝置，C V D處理裝置、退火處理裝置 、或該等之複合型裝置等。 圖6係顯示本發明之第5實施形態的C V D裝置之結 構圖。於本實施形態，與圖5之實施形態同一部分，將附 上同一符號並省略其說明。 於本實施形態之C V D裝置的處理爐1 5 1‘，配設有 金屬製之岐管1 5 3於由內管1 5 2 A及1 5 2 B所形成 之反應管1 5 2下部。而在該岐管1 5 3配設了氣體引入 ‘管部1 5 4及排氣管部1 5 5。處理氣體係從內管 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 2A內部下方供應而上升，並在上端折返，且下降內 管1 5 2 A和外管1 5 2 B間之間隙之後，從排氣管部 1 5 5排氣至減壓排氣系1 1 4。 在於如此之處理爐1 5 1 ，做爲可曝露於高溫之爐內 氣體的金屬製構件的接觸氣體面，如蓋體1 0 3和岐管 1 5 3內面（接觸氣體面），內管1 5 2 A之接受（承受 )構件1 5 6或接受保溫筒1 5 7之底座1 5 8表面’及 氣體引入管部1 5 4或排氣管部1 5 5的接觸氣體面’乃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） -37- 511132 A7 B7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以鉻氧化物被覆膜來包覆著。又構成減壓排氣系1 1 4之 不銹鋼製的排氣管1 1 5內面或組合閥1 2 1之金屬零件 的接觸氣體面係以含氟樹脂被覆膜包覆著。由而可意圖防 止要曝露於爐內氣體之金屬構件（蓋體1 〇 3及岐管 1. 5 3等）的腐蝕，並可防止由該等金屬構件所引起之金 屬污染。又由於包覆鉻氧化物被覆膜於排氣管部1 5 5， 且包覆含氟樹脂被覆膜於減壓排氣系之金屬的接觸氣體面 ’因而可意圖防止腐鈾，並可抑制由冷卻氣體所引起之副 生成物的附著，使得可減輕維護之負荷（負擔）。 其次，圖7係顯示本發明之第6實施形態的氧化處理 裝置之結構圖。於圖7，縱向型且整批式之處理爐2 0 1 乃收容被處理體之半導體晶圓W，旦供應水蒸氣做爲處理 體，而以例如在8 5 0 °C左右之高溫下來實施半導體晶圓 W之熱處理。處理爐2 0 1係具備有上端爲封閉而下端爲 開放之縱向長圓筒狀而具有耐熱性的例如石英製之反應管 (處理容器）2 0 2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反應管2 0 2係以蓋體2 0 3封閉做爲爐口之下端開 口部成氣密來構成氣密性爲高的處理爐2 0 1。於前述蓋 體2 0 3上，以藉保溫筒2 0 6來載置用於支承成水平狀 態朝上下方向隔著間隔之多數片例如1 5 0片左右的半導 體晶圓W成多層用之基板支承具的例如石英製之晶片舟 2 0 4 〇 蓋體2 0 3係由未圖示之升降機構來構成爲可進行對 於處理爐1內裝載（搬入）及卸下（搬出）晶片舟2 0 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐) -38- 511132 A 7 B7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及開閉爐口。又在前述反應管2 0 2周圍，配設有由可加 熱控制爐內成所定之溫度，例如3 0 0〜1 0 0 0 °C之電 阻發熱體所形成的加熱器2 0 8。加熱器2 0 8理想爲可 迅速地進行升降溫度。加熱器2 0 8周圍乃由冷卻套 2. 0 9所覆蓋者。 於反應管2 0 2下側部，配設有適當數量之氣體引入 管部2 1 0。在氣體引入管部中之一，連接有以燃燒反應 氫氣Η 2和氧氣0 2來產生水蒸氣而做爲處理氣體供應機構 (水蒸氣供應機構）的燃燒裝置（外部燃燒裝置）2 1 1 。再者，在其他之氣體引入管部則各連接有要供應其他之 處理氣體，例如一氧化氮Ν 0，氧化二氮Ν 2 0，氯化氫 H C 1或惰氣例如Ν 2等之供氣源（省略圖示）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又在前述反應管2 0 2下方之側壁，配設有要排氣反 應管2 0 2內用之排氣管部（排氣口）2 1 3。該排氣管 部2 1 3乃連接有構成常壓排氣系（排氣系）2 1 8的排 氣管2 1 9 —端。而該排氣管2 1 9之另一端則連接於出 口開放於工場排氣系之排氣管道的排出器2 4 0之吸引口 2 4 2。排氣管2 1 9係由耐蝕性配管，例如以含氟樹脂 被覆膜包覆不銹鋼內面之構造的配管所形成。 而在排氣管2 1 9，以序配設有要檢測其排氣壓力用 之絕對壓力型之壓力感測器2 2 2，及可調節開閉及可調 節壓力之組合閥2 2 0。組合閥2 2 0構成爲可由控制部 2 3 6依據絕對壓力型壓力感測器2 2 2之檢測壓力來控 制。該組合閥2 2 0係形成如變換電信號成空氣壓，以進 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 Χ297公釐) 一 ' -39 - 511132 A7 B7 五、發明説明（3》 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 行控制閥體（未圖示）之位置。又組合閥2 2 0具有〇環 (未圖示）於閥體之就位部位，形成可關閉（遮斷）氣體 。又做爲絕對壓力型壓力感測器2 2 2，乃使用可檢測例 如 0 〜1330hPa 〔〇 〜l〇〇〇Torr〕之範圍 的一般性者。再者，做爲絕對壓力型壓力感測器2 2 2， 也可爲可檢測例如8 0 0〜1 1 0 0 h P a之範圍者。 前述絕對壓力型壓力感測器2 2 2及組合閥2 2 0， 爲了可耐於過酷之腐蝕環境，接觸氣體面乃由非氣屬之耐 鈾性材料，例如耐蝕性樹脂，理想爲含氟樹脂所形成。該 時，絕對壓力型壓力感測器2 2 2，理想爲具有含氟樹脂 製或陶瓷製之本體，及配設成氣密於該本體內之陶瓷製之 接受壓力構件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 工場排氣系係操作（動作）成其排氣壓力和大氣壓之 差壓能成爲—lOOOPa 〔― 7 . 5Tor r〕左右之 微減壓。因此，排氣壓力做爲絕對壓力言，有產生變動。 又複數台之熱處理裝置當連接成多數連串時，會在各裝置 之抽力成爲弱而容易產生壓力變動。亦即，不僅由串連多 數而產生壓力變動，又使工場排氣設備本身運轉成能與大 氣壓有一定之差壓，因而，以絕對壓來看時，具有變動。 爲此，.在常壓排氣系2 1 8之排氣管2 1 9前端，配設有 做爲輔助排氣驅動機構之排出器2 4 0。該排出器2 4 0 係除了連接排氣管2 1 9下流端之吸入口 242外，具有 要流入做爲驅動氣體之空氣或惰氣（在此爲氮氣）用的入 口 2 4 3及該氣體之出口 2 4 4。排出器2 4 0係以藉開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐) -40 511132 A7 ___B7 _ 五、發明説明（ 閉閥2 4 5從入口 2 4 3流入驅動氣體來從吸引2 口 2 4 2吸引處理爐2 0 1之排氣，並令所吸引之氣體能從 出口 2 4 4與驅動氣體一齊排氣至工場排氣管道。 該時之排出器2 4 0係構成爲串聯複數，例如3個排 出器構件240a、240b、240c成多段式。排氣 管2 1 9之下流側係以分岐連接於各排出器構件2 4 0 a 、240b、240c 之各吸引口 242a、242b、 2 4 2 c。 第1段之排出器構件2 4 0 a，做爲驅動氣體（操作 氣體）將引入例如氮氣N 2或空氣。由而可形成來自排氣管 2 1 9之排氣會被吸引至第1段之排出器構件2 4 0 a。 第2段之排出器構件2 4 0 b，將引入從前述第1段 之排出器構件2 4 0 a所排出之氣體。由而可更吸引來自 排氣管2 1 9之排氣。同樣，在於第3段之排出器構件 2 4 0 c ，將引入從前述第2段排出器構件2 4 〇 b所排 出之氣體。由而更能吸引來自排氣管2 1 9之排氣。因此 ，從各排出器構件2 4 0 a、2 4 0 b、2 4 0 c所排出 之氣體，將會依順增大。而最後段（以圖示例爲第3段） 之排出器構件2 4 0 c之排氣會排出至工場排氣系。 再者，在第2段、第3段之排出器構件2 4 0 b、 2 4 0 c之吸引口 2 4 2 b、2 4 2 c ，乃配設有防止逆 流用之止回閥2 4 6。 接著，說明有關前述氧化處理裝置之作用（熱處理方 法）。首先’處理爐2 0 1內係開放於大氣之同時，由加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " ' -- -41 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 511132 Α7 Β7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 熱器2 0 8加熱控制成預先所定之溫度，例如3 0 0 °C。 而裝載保持有多數片之半導體晶圓W之晶片舟2 0 4至如 此之處理爐2 0 1內，且以蓋體2 0 3密閉處理爐2 0 1 之爐口。而後，以所定之排氣壓力排氣處理爐2 0 1內來 實施循環淸洗。當要排氣反應管2 0 2內時，打開開閉閥 2 4 5來流給驅動氣體於排出器2 4 0，並打開組合閥 2 2 0。則除了工場排氣系之抽力（吸引力）之外，會加 上由排出器2 4 0之抽力。由而，可實施穩定之排氣。而 使用該排氣能力來進行反應管2 0 2之排氣的同時，進行 處理爐2 0 1之循環淸洗。 循環淸洗係由排氣處理爐2 0 1之同時，重複交替地 供應惰氣例如N 2及停止供應N 2來進行。而以該排氣狀態 ，可由惰氣供應閥（未圖示）之開閉來間歇性地供應被控 制成所定流量之情氣例如N 2。由而，處理爐2 0 1內可充 分地換置爲惰氣。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，以該狀態下，藉控制加熱器2 0 8來加熱處理 爐2 0 1內至所定之處理溫度，例如8 5 0 °C。又由控制 部2 3 6依據壓力感測器2 2 2所檢測之輸出來控制組合 閥2 2 0，以控制處理爐2 0 1內成爲常壓（減壓約1 T 〇 r r )或微波壓（減壓約1 0 0〜2〇Ο T 〇 r r ) 。且在該狀態下進行復原（要使半導體晶圓溫度成爲穩定 之過程）之後，方進行所期望之熱處理，例如氧化H C 1 。該熱處理係在微減壓狀態下，以供應氧氣〇 2和氫氣Η 2 於燃燒裝置2 1 1來燃燒，並將在燃燒裝置2 1 1所產生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇 X 297公釐） -42 - 511132 A7 B7 五、發明説明（4C) 之水蒸氣與氯化氫氣體H C 1及惰氣，例如N 2 —齊供應於 處理爐2 0 1內。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 當完成（終結）熱處理過程，就打開組合閥2 2 0來 氣處理爐2 0 1內之氣體，而後藉控制加熱器2 0 8予以 降低處理爐2 0 1內之溫度至所定溫度例如3 0 0 °C左右 。同時恢復處理爐2 0 1內成爲常壓，而從處理爐2 0 1 內卸下晶片舟2 0 4，進行淸洗（冷卻成可搬運半導體晶 圓之溫度）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以如上述，依據本實施形態之氧化處理裝置，因具備 做爲輔助性之排氣驅動機構的排出器2 4 0，因而，可令 僅由工場排氣系時在能力上有困難之排氣壓力，能以充分 且穩定地來進行處理爐2 0 1之排氣。尤其，排出器 2 4 0爲多段式時，能以少量之驅動氣體消耗量來獲得大 氣壓變動以上之排氣能力。因此，氣壓即使有所變動，也 能在無論何時均可穩定地控制排氣壓力於大氣壓附近之設 定壓力。例如以供應做爲驅動氣體之空氣或氮氣每分鐘 40公升，就可實施—133hPa 〔―lOOTorr 〕之減壓排氣。因而，能使處理爐2 0 1內之壓力在於全 開組合閥2 2 0時之6 0 〇 (大氣壓—1 0 0 ) T 〇 r r 〜全部關閉組合閥2 2 0時之8 0 0 (大氣壓+引入處理 氣體之壓力）T 〇 r r爲此的範圍來控制。 又做爲常壓排氣系2 1 8之壓力感測器，因使用著絕 對壓力型之壓力感測器2 2 2.，因而並不會受到由氣象條 件所產生之大氣壓變動所影響，而可實施在例如大氣壓附 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 x297公釐） -43 - 511132 A7 B7 五、發明説明（41) 近之穩定的絕對壓力控制。由而，無論何時均可形成均与 之薄的氧化膜。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，做爲壓力感測器2 2 2雖使用著絕對壓力型， 但也可爲差壓型。當要使用差壓型壓力感測器時，有需要 構成爲以絕對壓力型壓力感測器（大氣壓感測器）檢測大 氣壓，並輸入該檢測信號至控制部2 3 6，以修正設定壓 力。 圖8係顯示本發明之第7實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。於本實施形態，與圖7之實施形態同一部分，將 附上同一符號並省略其說明。 於本實施形態之氧化處理裝置或其壓力控制方法，乃 省略介居於排氣管2 1 9途中之組合閥2 2 0 (參照圖7 -争 )，並替代排出器2 4 0之入口 2 4 3之開閉閥，配設了 電-氣動調整器2 4 1。該電-氣動調整器（流量控制器 )2 4 1係構成由控制部2 3 6依據壓力感測器2 2 2的 '檢測壓力所控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電-氣動調整器2 4 1係可響應於電信號而進行變化 調節，使得可控制要輸入於排出器2 4 0的驅動氣體流量 者。而由以電-氣動調整器2 4 1控制成所定流量之驅動 氣體引入於排出器2 4 0，就可調節排出器2 4 0之吸引 ，排氣的能力。電-氣動調整器2 4 1因依據絕對壓力型 之壓力感測器2 2 2的檢測壓力來控制，因而，可控制排 氣管21 9內之排氣壓力成爲所定之壓力（設定壓力）。 以如上述，當由電-氣動調整器2 4 1來調節供予排 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -44- 511132 A7 B7 五、發明説明（4 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 出器2 4 0之驅動氣體流量，以控制處理爐2 0 1之排氣 壓力時，可實施較僅以工場排氣系之狀態時更廣闊範圍且 成穩定的壓力控制之同時，可省略價格高之組合閥。由而 可提供低成本之省能源型的系統。再者，在於排氣管 2.19，配有開閉閥。 以上，雖由圖面來詳述本發明之實施形態，但本發明 非限定於前述實施形態而已，可在不脫離本發明之要旨的 範圍下予以進行種種之設計變更。例如在前述實施形態， 做爲處理爐例示有縱向型爐，但也可爲橫向型爐。又雖顯 示整批式處理爐之例子，但也可爲單片式處理爐。 做爲被處理體，除了半導體晶圓以外，也可爲例如 L C D基板或玻璃基板等。 做爲上述水蒸氣供應機構，並不限定於燃燒式，也可 爲例如氣化式、觸媒式、沸騰式等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又在前述實施形態，雖顯示適用本發明於氧化處理裝 置時之狀態者，但本發明除了氧化處理裝置以外，也可適 用於例如擴散處理裝置、C V D處理裝置、退火處理裝置 ，或該等之複合型裝置等。 又也可不使用外部燃燒裝置，而是構成對於處理爐內 引入氫氣和氧氣來使之產生反應的方式。 又也可組合減壓排氣系和常壓排氣系，以配設成能由 切換（轉換）閥來可選擇其中之一的方式。 〔圖式之簡單說明〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -45- 511132 A7 __ _ . B7 _ 五、發明説明（θ 圖1係顯示本發明之第1實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2係絕對壓力型壓力感測器的槪略性剖面圖。 圖3係顯示本發明之第2實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 圖4係顯示本發明之第3實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 圖5係顯示本發明之第4實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 圖6係顯示本發明之第5實施形態的C V D處理裝置 之結構圖。 圖7係顯示本發明之第6實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 圖8係顯示本發明之第7實施形態的氧化處理裝置之 結構圖。 主要元件對照表 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 ·處理爐 2 :反應管（處理容器） 3 :蓋體 4 . 晶片舟 5 :(晶片）舟載置台 6 :發熱體（下部面狀） 7 :發熱體（上部面狀） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -46- 511132 A7 B7 五、發明説明（4 8 :加熱器 9 :冷卻套 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 :氣體引入管部 1 1 :燃燒裝置（外部燃燒裝置） 1. 2 :惰氣供應部 1 3 :排氣管部 1 4 :減壓排氣系 1 5 :排氣管 1 6 :減壓泵 1 7 :除害（去除有害物）裝置 1 8 :常壓排氣系 1 9 :常壓排氣管 2 0、2 1 ··組合閥 2 2 :壓力感測器 2 3 :壓力感測器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 4、2 5 :(空氣壓控制式之）閥 2 6 :連通部 2 7 :本體 2 8 :〇環 2 9 :(接）受壓（力）構件 3 0 :感測器構件 31:電零件裝設件 3 2 :控制部（控制器） 3 3 :壓力感測器（差壓型） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -47- 511132 A7 B7 五、發明説明（4冷 3 4 :(空氣壓控制式之）閥 3 5 :絕對壓力型壓力感測器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 6 :控制部 4 0 :多段式排出器 4 0 a、4 0 b、4 0 c :排出器構件 4 1 :電一氣動調整器 1 0 1 :處理爐 1 0 2 :反應管 1 0 3 :蓋體 1 0 4 :晶片舟 1 0 6 :保溫筒 1 0 8 :加熱器 1 0 9 :冷卻套 1 1 0 :氣體引入管部 1 1 1 :燃燒裝置（外部燃燒裝置） '1 1 3 :排氣管部 1 1 4 :減壓排氣系 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 5 :排氣管 1 1 6 :減壓泵 1 1 7 .:除害裝置 1 1 8 :常壓排氣系 1 1 9 :常壓排氣管 1 2 0、1 2 1 :組合閥 1 2 2、1 2 3 :壓力感測器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） »48 - 511132 A7 B7 五、發明説明（梠
5 2 IX Λ 4 2 IX 之 制 控 壓 氣 空 閥
CX1 一—I 3 5 IX IX
2 5 IX
2 5 IX
2 5 IX
A B 3 5 1—1 4 5 1 5 5 1±
6 7 5 5 1—- IX
8 5 IX ο 2 2ο 2 咅 部爐管管管 導管彳筒 .爐管 制理應內外管體氣受溫座理應 控處反：：岐氣.排接保底處反 管 入 件 構 受 承 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3ο 2 Μ ΜΗ 4ο 2 6ο 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8ο 2 9ο 2 舟筒器套 片 溫 熱 卻 晶保加冷 咅 管 入 引 豊 氣ο IX 2 IX 2 3 1—1 2 8 9 IX 1—I 2 2 裝 > 燒 } 系 燃 口氣 部氣排 外排{ c C 系 置部氣 裝管排 燒氣壓 燃排常 管 氣 fch 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -49- 511132 A7 B7 五、發明説明（4 2 2 0 :組合閥 2 2 2 :絕對壓力型壓力感測器 2 3 6 :控制部 2 4 0 :排出器 2. 40a、240b、240c:排出器 24 1:電一氣動調整器 2 4 2 :吸入口 2 4 2 a、2 4 2 b、2 4 2. c :吸引口 2 4 3 :入口 2 4 4 :出口 2 4 5 :開閉閥 2 4 6 :止回閥 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -50-