JP2002353210A

JP2002353210A - 熱処理装置および熱処理方法

Info

Publication number: JP2002353210A
Application number: JP2001157611A
Authority: JP
Inventors: Yukimasa Saito; 幸正齋藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】水分濃度の管理が容易に行え、処理の安定性
および再現性の向上を図る。【解決手段】被処理体ｗを収容して所定の熱処理を行
う熱処理炉１と、その炉内を減圧排気して圧力制御可能
な排気系１２と、水素と酸素を反応させて水分を発生さ
せ該水分を熱処理炉１内に供給する水分供給手段１０
と、熱処理炉１内の水分濃度を検出する水分検出手段２
７と、熱処理炉１内に不活性ガスを供給する不活性ガス
供給手段５０と、前記水分検出手段２７により処理前、
処理中および処理後に熱処理炉１内の水分濃度を検出
し、処理前後のうち少なくとも処理前の水分濃度が所定
値以下になるように熱処理炉１内を減圧しながら不活性
ガスを供給するよう制御する制御部３０と備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置および
熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、被処理体
例えば半導体ウエハに酸化、拡散、ＣＶＤ、アニール等
の熱処理を施すための各種の熱処理装置が用いられてい
る。例えば酸化処理に用いる熱処理装置は、被処理体を
収容して所定の処理例えばウエット酸化処理を行うため
の熱処理炉と、該熱処理炉内を減圧排気して圧力制御可
能な排気系と、水素と酸素を反応させて水分を発生させ
該水分を前記熱処理炉内に供給する水分供給手段とを備
えている。

【０００３】前記排気系の配管としては、腐食や該腐食
に起因する被処理体の金属汚染を防止するためにテフロ
ン（商品名）製の配管や内周面がフッ素樹脂でコートさ
れた配管が使用されている。また、酸化処理としては、
被処理体の特定部分のみを酸化させる選択酸化処理があ
るが、この選択酸化処理においては、処理の安定性およ
び再現性を確保する上で水分濃度の管理が非常に重要と
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱処理装置ないし熱処理方法においては、処理を連続的
に数ラン行うと、前のランで供給した水分の一部が前記
配管内の表面あるいはテフロン内部に吸着し、これが次
のランの熱処理炉内の水分濃度に影響を与え、酸化条件
が変わり、処理の安定性および再現性を期する上で妨げ
となっていた。

【０００５】本発明は、前記事情を考慮してなされたも
ので、水分濃度の管理が容易に行え、処理の安定性およ
び再現性の向上が図れる熱処理装置および熱処理方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
の発明は、被処理体を収容して所定の熱処理を行う熱処
理炉と、その熱処理炉内を減圧排気して圧力制御可能な
排気系と、水素と酸素を反応させて水分を発生させ該水
分を熱処理炉内に供給する水分供給手段と、熱処理炉内
の水分濃度を検出する水分検出手段と、熱処理炉内に不
活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記水分検
出手段により処理前、処理中および処理後に水分濃度を
検出し、処理前後のうち少なくとも処理前の水分濃度が
所定値以下になるように熱処理炉内を減圧しながら不活
性ガスを供給するよう制御する制御部と備えたことを特
徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の熱処理装置
において、前記水分検出手段が露点計であることを特徴
とする。

【０００８】請求項３の発明は、熱処理炉内に被処理体
を収容した後、排気系により熱処理炉内を所定の処理圧
力に減圧する工程と、熱処理炉内を所定の処理温度に加
熱する工程と、水素と酸素を反応させて水分を発生させ
該水分を熱処理炉内に供給して被処理体に所定の処理を
施す工程と、処理前、処理中および処理後に熱処理炉内
の水分濃度を検出して、処理前後のうち少なくとも処理
前の水分濃度が所定値以下になるように熱処理炉内を減
圧しながら不活性ガスを供給する工程とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３の熱処理方法
において、前記水分濃度を露点計により検出することを
特徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、請求項３の熱処理方法
において、前記処理が、水分および水素による酸化還元
反応に基づくシリコンの平衡蒸気圧曲線とタングステン
の平衡蒸気圧曲線とで囲まれる範囲の水分および水素の
雰囲気中で熱処理を行うことにより、前記被処理体に成
膜されたタングステンを酸化させないでシリコンのみを
酸化させる選択酸化処理であることを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明は、請求項３の熱処理方法
において、前記処理中に熱処理炉内の水分濃度が所定値
でないときに、酸素および水素の供給を停止して熱処理
炉内への水分供給を停止する工程を備えたことを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態を
示す熱処理装置の構成を示す図である。

【００１３】図１において、１は被処理体例えば半導体
ウエハｗを収容し、所定の処理圧力例えば２００Ｔｏｒ
ｒ（２６.６ｋＰａ）の減圧下および所定の熱処理温度
例えば８５０℃の高温下で処理ガスとして水分Ｈ_２Ｏを
供給して所定の熱処理例えば選択酸化処理を行う縦型で
バッチ処理式の熱処理炉で、この熱処理炉１は処理容器
である石英製の反応管２を備えている。

【００１４】この反応管２は、上端が閉塞され下端が炉
口３として開放された縦長円筒状に形成され、その炉口
３が蓋体４で気密に閉塞されることにより気密性の高い
熱処理炉１を構成するようになっている。前記蓋体４上
には、多数例えば１５０枚程度の半導体ウエハｗを水平
状態で上下方向に所定の間隔をおいて多段に搭載保持す
る保持具である石英製のボート５が炉口断熱手段である
保温筒６を介して載置されている。

【００１５】前記蓋体４、図示しない昇降機構により炉
内へのボート５のロード（搬入）およびアンロード（搬
出）ならびに炉口３の開閉を行うように構成されてい
る。また、前記反応管２の周囲には、熱処理炉１内を所
定の温度例えば３００〜１２００℃に加熱制御可能な抵
抗発熱体を備えたヒータ７が設けられている。ヒータ７
には該ヒータ７の温度を検出してフィードバック制御を
行うための温度センサ（図示省略）が設けられている。
ヒータ７は、急速降温が可能な強制空冷式であってもよ
い。

【００１６】反応管２の下側部には、ガス導入管部（導
入ポート）８が適宜設けられ、その一つには処理ガス供
給手段として、水素Ｈ_２と酸素Ｏ_２を反応させて水分Ｈ
_２Ｏを発生させ該水分を熱処理炉１内に供給する水分発
生装置（水分供給手段）１０が接続されている。他のガ
ス導入管部には、その他のガス例えば炉内パージ用の不
活性ガス例えば窒素ガス（Ｎ_２）を供給する不活性ガス
供給系（不活性ガス供給手段）５０の配管や炉内クリー
ニング用のガス例えば塩化水素（ＨＣｌ）を供給するガ
ス供給系の配管が接続されている（図示省略）。

【００１７】前記水分発生装置１０は、触媒反応を利用
することにより水素と酸素を反応させて水分ガスを発生
させるもので、従来の外部燃焼装置と比較して反応温度
が低温で、パーティクルや汚染のない高純度の水分ガス
が得られる。また、水分ガス中に含まれる水分濃度は、
供給する水素と酸素の流量により任意に設定できる。更
に、水分発生装置１０は、水素の供給量を多くする（水
素リッチ）ことにより水分＋水素の供給も可能である。

【００１８】また、前記反応管２の下側部には、熱処理
炉１内を排気するための排気管部（排気ポート）１１が
設けられ、この排気管部１１には熱処理炉１内を減圧排
気するための圧力制御可能な排気系（減圧排気系）１２
の配管（排気管）１３が接続されている。この排気系１
２の配管１３は、例えばテフロン（登録商標）製の配管
もしくは内周面がフッ素樹脂でコートされた配管からな
っている。前記排気系１２の下流には、炉内を例えば最
大１Ｐａ程度に減圧可能な減圧ポンプ（ドライポンプ）
１４が設けられ、この減圧ポンプ１４の下流には除害装
置１５が接続されている。

【００１９】常圧下での処理（プロセス）を可能とする
ために、前記排気系１２の途中には、図示しない除害装
置や排気ブロワを備えた工場排気系に通じる常圧排気系
１６が分岐接続されている。分岐部１７より下流には、
減圧排気系１２に圧力制御弁（例えば開閉および圧力制
御が可能なコンビネーションバルブ）１８が、常圧排気
系１６に開閉弁１９がそれぞれ設けられている。常圧排
気系１６には、開閉弁１９の代りに圧力制御弁例えばコ
ンビネーションバルブが設けられていてもよい。また、
前記減圧排気系１２の途中には、ドレイン水を排水する
ための排水管２０が接続され、この排水管２０には開閉
弁２１およびトラップ２２が設けられている。

【００２０】前記減圧排気系１２の分岐部１７よりも上
流には、熱処理炉１内の圧力を検出して圧力制御弁１８
をフィードバック制御するための圧力センサ２３，２４
が開閉弁２５，２６を介して設けられている。圧力セン
サ２３，２４としては、差圧型でもよいが、気圧変化の
影響を受けにくい絶対圧型が好ましい。図示例では、検
出レンジの異なる二つの圧力センサ２３，２４が用いら
れており、一方の圧力センサ２３は、例えば０〜１００
０Ｔｏｒｒ（０〜１３３ｋＰａ）のレンジで検出可能と
され、他方の圧力センサ２４は、例えば０〜１０Ｔｏｒ
ｒ（０〜１.３３ｋＰａ）のレンジで検出可能とされて
いる。

【００２１】そして、熱処理炉１内の水分濃度を検出す
るために、前記減圧排気系１２の配管１３の分岐部１７
よりも上流には水分検出手段例えば露点計（水分計）２
７が開閉弁２８を介して設けられている。この露点計２
７は、酸化アルミニウムキャパシター（インピーダンス
素子）からなる検出部を備え、この検出部を測定雰囲気
中に晒すと雰囲気中の水の蒸気圧に比例した数の水の分
子が酸化アルミニウムの細孔内に浸透して細孔壁の抵抗
値を変え、水の蒸気圧の変化をインピーダンス変化とし
て検出し得るようになっている。

【００２２】前記露点計２７に熱処理炉１からの排気を
引き入れるために、露点計２７の後部側が減圧排気系１
２の減圧ポンプ１４の上流近傍に開閉弁２９を介して接
続されており、水分濃度を検出する場合には前後の開閉
弁２８，２９を開けて炉側からの排気を露点計２７に図
１の左側から右側へ通過させるようになっている。

【００２３】熱処理装置は、前記露点計２７により図５
に示すように処理前Ａ、処理中Ｂおよび処理後Ｃの水分
濃度を検出し、処理前後Ａ，Ｃのうち少なくとも処理前
Ａの水分濃度が所定値例えば露点−６４℃以下になるよ
うに熱処理炉１内を減圧しながら不活性ガス例えば窒素
ガス（Ｎ_２）を供給するよう制御する制御部３０を備え
ている。なお、制御部３０は、処理前Ａおよび処理後Ｃ
の水分濃度が所定値例えば露点−６４℃以下になるよう
に熱処理炉１内を減圧しながら不活性ガス例えば窒素ガ
ス（Ｎ_２）を供給するように構成されていてもよい。熱
処理炉１内を減圧しながら不活性ガス供給系５０により
熱処理炉１内に不活性ガスを供給することにより、熱処
理炉１内や排気系１２の配管１３内の雰囲気（水分を含
む）を不活性ガスでパージ（一掃ないし置換）すること
ができる。

【００２４】前記パージにおいては、熱処理炉１内を迅
速に減圧して不活性ガスで十分に置換するため、および
熱処理炉１内や減圧排気系１２の配管１３内の表面ない
しテフロン内部に吸着した水分を除去するために、減圧
排気状態で、所定流量に制御された不活性ガス例えばＮ
_２を不活性ガス供給系５０の図示しない開閉弁の開閉の
繰り返しにより間欠的に供給するサイクルパージを行う
ことが好ましい。また、前記制御部３０は、処理中Ｂに
水分濃度が所定値例えば露点５℃でないときには、水分
発生装置１０への酸素および水素の供給を停止して熱処
理炉１内への水分供給を停止（すなわち、処理を中止）
するよう制御するようになっていることが好ましい。

【００２５】熱処理装置は、熱処理炉１の減圧排気系１
２の各接続部にシール手段である例えばＯリングを設け
るなど、高減圧排気が可能な高気密構造とされている。
また、前記制御部３０には、予め所望の熱処理方法を実
行するためのプログラムレシピが記憶されており、熱処
理装置は制御部３０により水分発生装置１０、ヒータ
７、減圧ポンプ１４、圧力制御弁１８等を制御して所望
の熱処理方法を実施するように構成されている。

【００２６】次に、前記熱処理装置を用いて半導体ウエ
ハｗの表面に所定の熱処理例えば選択酸化処理を施す場
合について説明する。この場合、半導体ウエハｗのシリ
コン基板３１上には、例えば図２に示すような電気回路
素子３２が形成される。シリコン基板３１上には、ソー
ス領域３３およびドレイン領域３４が設けられると共に
これらに跨るようにゲート酸化膜３５が形成されてい
る。このゲート酸化膜３５上にはポリシリコン膜３６が
形成され、このポリシリコン膜３６上にタングステン
（Ｗ）の膜３７が形成されている。ポリシリコン膜３６
とタングステン膜３７との間には、バリア層としてタン
グステンナイトライド（ＷＮｘ）等の膜３９を形成する
こともある。そして、選択酸化処理により、タングステ
ンは酸化させずに、ポリシリコンの壁面およびソース／
ドレイン領域３３，３４のシリコン基板上に酸化膜３８
を形成する。

【００２７】この選択酸化処理においては、図３に示す
ようにＨ_２ＯおよびＨ_２による酸化還元反応に基づくシ
リコン（Ｓｉ）の平衡蒸気圧曲線ｍと、Ｈ_２ＯおよびＨ
_２による酸化還元反応に基ずくタングステン（Ｗ）の平
衡蒸気圧曲線ｎとで囲まれる範囲のＨ_２Ｏ＋Ｈ_２雰囲気
中で熱処理を行うことによりタングステンを酸化させな
いで選択的にシリコンを酸化できる。図３において、タ
ングステンの平衡蒸気圧曲線ｎよりも上方の領域ではタ
ングステンおよびシリコンの両方の酸化反応が行われ、
タングステンの平衡蒸気圧曲線ｎとシリコンの平衡蒸気
圧曲線ｍとで囲まれた領域ではシリコンの酸化反応が行
われるがタングステンの酸化反応は行われず（タングス
テンの還元反応は行われる）、シリコンの平衡蒸気圧曲
線ｍよりも下方の領域ではタングステンおよびシリコン
の両方の還元反応が行われる。

【００２８】前記選択酸化処理は、図４〜図６を用いて
説明する次のような条件下で行われる。先ず、熱処理炉
１内（反応管２内、以下同様。）に半導体ウエハｗを搭
載したボート５をロードして炉口３を蓋体４で密閉した
なら、熱処理炉１内の真空引きを開始すると共に熱処理
炉１内を不活性ガスで置換し、更にサイクルパージ４０
を行って熱処理炉１内を所定の処理圧力例えば２００Ｔ
ｏｒｒ（２６.６ｋＰａ）にする。この圧力下で、ヒー
タ７を昇温させて所定の処理温度例えば８５０℃にし、
水分発生装置１０に水素Ｈ_２と酸素Ｏ_２を供給し、これ
ら水素および酸素を反応させて水分Ｈ_２Ｏを発生させ、
この水分を反応管２内の半導体ウエハｗの表面に供給し
て選択酸化処理を開始する。

【００２９】この場合、水分発生装置１０に先ず水素の
供給を開始した後、酸素の供給を開始して水分を発生さ
せ、半導体ウエハｗに所定の処理時間水分の供給を行
い、その後酸素の供給を止めて水分の発生を止めた後、
熱処理炉１内部を十分に水素で置換した後水素の供給を
止める（図４参照）。この場合、水素の供給量は２００
０ｓｃｃｍとし、酸素の供給量を例えば２００ｓｃｃｍ
とすることにより、図３に示したシリコンおよびタング
ステンの平衡蒸気圧曲線ｍ、ｎで囲まれた範囲の水素リ
ッチの状態でのＨ_２Ｏ＋Ｈ_２雰囲気中で所定の熱処理す
なわち選択酸化処理が行われる。

【００３０】前記熱処理が終了したなら、ヒータ７を降
温させて熱処理炉１内を例えば３００℃程度にし、熱処
理炉１内に不活性ガスを供給して熱処理炉内を不活性ガ
スでパージし、好ましくはサイクルパージ４１を行って
から熱処理炉１内を常圧（大気圧）に戻した後、蓋体４
を開けて炉内からボート５をアンロードする。

【００３１】水分濃度の管理が難しい前記熱処理例えば
選択酸化処理の安定性および再現性の向上を図るため
に、処理前Ａ、処理中Ｂおよび処理後Ｃにおける熱処理
炉１内の水分濃度を水分検出手段例えば露点計２７によ
り検出してプロセスを管理する。この場合、前記炉内圧
力下における処理前Ａの露点は−６４℃以下例えば−７
６℃程度、処理中Ｂの露点は５℃程度、処理後Ｃの露点
は−６４℃程度が好ましいことが実験により求められて
いる。

【００３２】そこで、処理前後Ａ，Ｃのうち少なくとも
処理前Ａの水分濃度が所定値例えば露点−６４℃以下に
なるように熱処理炉１内を減圧しながら不活性ガスを供
給し、好ましくはサイクルパージ４１を行う。すなわ
ち、処理前Ａの水分濃度が露点−６４℃を超えている場
合、熱処理炉１内や減圧排気系１２の配管１３内あるい
は配管１３内の表面あるいはテフロン内部に水分が吸着
しあるいは残存していることが考えられ、これがプロセ
スの水分濃度に影響をもたらすため、処理前Ａのパージ
時間をコントロールして水分濃度を露点−６４℃以下に
する。これにより、処理の安定性および再現性の向上が
図れる。水分検出手段例えば露点計２７を排気系１２の
配管１３に設けているため、熱処理炉１内の水分濃度は
もとより排気系１２の配管１３内の水分濃度も検出で
き、熱処理炉１内および排気系１２の配管１３内の水分
濃度の管理が容易にできる。

【００３３】なお、処理後Ｃにおいても水分濃度が所定
値例えば露点−６４℃以下になるように熱処理炉１内を
減圧しながら熱処理炉１内に不活性ガス例えばＮ_２を供
給し、好ましくはサイクルパージ４０を行ってそのパー
ジ時間をコントロールするようにすることが好ましい。
すなわち、処理後Ｃの水分濃度が露点−６４℃を超える
場合、減圧排気系１２の配管１３内の表面やテフロン内
部に水分が吸着して残り、これが次のランにおけるプロ
セスの水分濃度に影響をもたらすため、処理後Ｃのパー
ジ時間をコントロールして水分濃度を露点−６４℃以下
にする。これにより、次のランにおける処理の安定性お
よび再現性の向上が図れる。

【００３４】一方、処理中Ｂに水分濃度が所定値例えば
露点５℃でないときには、水分発生装置１０への酸素お
よび水素の供給を停止して熱処理炉１内への水分供給を
停止（すなわち、処理を中止）する。この場合、水分濃
度を所定値にすべく水分発生装置１０への水素および酸
素の供給量を制御する対策も考えられるが、この段階で
水分濃度が所定値でないということは水分発生装置１０
の不具合等が疑われるため、水分濃度を所定値にすべく
水分発生装置１０への水素および酸素の供給量を制御す
ることは好ましくない。

【００３５】そこで、前記の場合、処理を中止すること
により、不良な熱処理が行われるのを防止でき、処理の
安定性および再現性を保障できる。処理を中止した場
合、ウエハは除去され、次工程には供給されないため、
不良製品ウエハの発生を未然に防止できる。また、処理
を中止した場合、水分発生装置１０等のメンテナンスを
行うことが好ましい。

【００３６】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。例えば、本発明は、選択酸化
処理に適用することが好ましいが、これに限定されず、
水分濃度管理が必要なすべての熱処理に適用可能であ
る。熱処理炉としては、縦型に限定されず、横型であっ
てもよく、またバッチ式に限定されず、枚葉式であって
もよい。被処理体としては、半導体ウエハ以外に、例え
ばガラス基板やＬＣＤ基板等であってもよい。水分検出
手段としては、露点計以外に、例えば四重極質量分析計
（Ｑマス）、水分圧計等であってもよい。水分供給手段
としては、水分発生装置が好ましいが、水素と酸素を燃
焼反応させて水分を発生させる外部燃焼装置等であって
もよい。

【００３７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な効果を奏することができる。

【００３８】（１）請求項１の発明によれば、被処理体
を収容して所定の熱処理を行う熱処理炉と、その熱処理
炉内を減圧排気して圧力制御可能な排気系と、水素と酸
素を反応させて水分を発生させ該水分を熱処理炉内に供
給する水分供給手段と、前記熱処理炉内の水分濃度を検
出する水分検出手段と、該水分検出手段により処理前、
処理中および処理後の水分濃度を検出し、処理前後のう
ち少なくとも処理前の水分濃度が所定値以下になるよう
に熱処理炉内を減圧しながら不活性ガスを供給するよう
制御する制御部と備えているため、水分濃度の管理が容
易に行え、処理の安定性および再現性の向上が図れる。

【００３９】（２）請求項２の発明によれば、前記水分
検出手段が露点計であるため、水分濃度の管理を容易に
行うことができる。

【００４０】（３）請求項３の発明によれば、熱処理炉
内に被処理体を収容した後、排気系により熱処理炉内を
所定の処理圧力に減圧する工程と、熱処理炉内を所定の
処理温度に加熱する工程と、水素と酸素を反応させて水
分を発生させ該水分を熱処理炉内に供給して被処理体に
所定の処理を施す工程と、処理前、処理中および処理後
に熱処理炉内の水分濃度を検出して、処理前後のうち少
なくとも処理前の水分濃度が所定値以下になるように熱
処理炉内を減圧しながら不活性ガスを供給する工程とを
備えているため、水分濃度の管理が容易に行え、処理の
安定性および再現性の向上が図れる。

【００４１】（４）請求項４の発明によれば、前記水分
濃度を露点計により検出するため、水分濃度の管理を容
易に行うことができる。

【００４２】（５）請求項５の発明によれば、前記処理
が、水分および水素による酸化還元反応に基づくシリコ
ンの平衡蒸気圧曲線とタングステンの平衡蒸気圧曲線と
で囲まれる範囲の水分および水素の雰囲気中で熱処理を
行うことにより、前記被処理体に成膜されたタングステ
ンを酸化させないでシリコンのみを酸化させる選択酸化
処理であるため、水分濃度の管理が難しい選択酸化処理
を再現性よく安定して行うことができる。

【００４３】（６）請求項６の発明によれば、前記処理
中に熱処理炉内の水分濃度が所定値でないときに、酸素
および水素の供給を停止して熱処理炉内への水分供給を
停止する工程を備えているため、不良な熱処理が行われ
るのを防止でき、処理の安定性および再現性を保障でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す熱処理装置の構成を
示す図である。

【図２】電気回路素子の要部断面図である。

【図３】平衡蒸気圧比と温度の関係を示す図である。

【図４】炉内の温度と水素および酸素の供給流量の時間
的変化を示す図である。

【図５】露点の時間的変化を示す図である。

【図６】炉内の圧力の時間的変化を示す図である。

【符号の説明】

ｗ半導体ウエハ（被処理体）１熱処理炉１０水分発生装置（水分供給手段）１２減圧排気系（排気系）２７露点計（水分検出手段）３０制御部５０不活性ガス供給系（不活性ガス供給手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4M108 AA15 AA20 AB04 AC01 AC13 AC18 AC20 AC60 AD03 AD13 5F045 AB32 AC11 AD12 AE25 BB03 DP19 EB02 EE01 EE11 GB04 5F058 BC02 BF63 BG00 BG01 BG02 BG03 BG04 BG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体を収容して所定の熱処理を行う
熱処理炉と、その熱処理炉内を減圧排気して圧力制御可
能な排気系と、水素と酸素を反応させて水分を発生させ
該水分を熱処理炉内に供給する水分供給手段と、熱処理
炉内の水分濃度を検出する水分検出手段と、熱処理炉内
に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記水
分検出手段により処理前、処理中および処理後に熱処理
炉内の水分濃度を検出し、処理前後のうち少なくとも処
理前の水分濃度が所定値以下になるように熱処理炉内を
減圧しながら不活性ガスを供給するよう制御する制御部
と備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】前記水分検出手段が露点計であることを
特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】熱処理炉内に被処理体を収容した後、排
気系により熱処理炉内を所定の処理圧力に減圧する工程
と、熱処理炉内を所定の処理温度に加熱する工程と、水
素と酸素を反応させて水分を発生させ該水分を熱処理炉
内に供給して被処理体に所定の処理を施す工程と、処理
前、処理中および処理後に熱処理炉内の水分濃度を検出
して、処理前後のうち少なくとも処理前の水分濃度が所
定値以下になるように熱処理炉内を減圧しながら不活性
ガスを供給する工程とを備えたことを特徴とする熱処理
方法。
【請求項４】前記水分濃度を露点計により検出するこ
とを特徴とする請求項３記載の熱処理方法。
【請求項５】前記処理が、水分および水素による酸化
還元反応に基づくシリコンの平衡蒸気圧曲線とタングス
テンの平衡蒸気圧曲線とで囲まれる範囲の水分および水
素の雰囲気中で熱処理を行うことにより、前記被処理体
に成膜されたタングステンを酸化させないでシリコンの
みを酸化させる選択酸化処理であることを特徴とする請
求項３記載の熱処理方法。
【請求項６】前記処理中に熱処理炉内の水分濃度が所
定値でないときに、酸素および水素の供給を停止して熱
処理炉内への水分供給を停止する工程を備えたことを特
徴とする請求項３記載の熱処理方法。