JPH07115067A

JPH07115067A - 熱処理方法及び熱処理装置

Info

Publication number: JPH07115067A
Application number: JP28039793A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kurebayashi; 剛榑林; Osamu Suenaga; 修末永
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-05-02
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP3474238B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リンを用いた熱処理プロセスにおいて、パー
ティクルの発生を低減すること。【構成】例えば縦型の反応管１内に、多数の半導体ウ
エハを棚状に保持させたウエハボート３をロードして蓋
部２により反応管１の下端開口部を塞ぐ熱処理装置にお
いて、蓋部２１に加熱手段２１を設けて蓋部２１の内面
を五酸化リンの析出が抑えられる温度以上に加熱する。
即ちパーティクルの発生源が従来不明であったが、本発
明ではリンの拡散処理時においてＰ₂Ｏ₅が析出し、こ
れがアンロード時にＨ₃ＰＯ₄となって飛散するメカニ
ズムを解明したので、従来Ｐ₂Ｏ₅の析出温度以下のポ
イントになっていた蓋部２１を加熱して析出を防止する
ようにした。また排気口を蓋部２１から遠ざけて蓋部２
１への処理ガスの接触を少なくするようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理方法及び熱処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスの中で、ドーピング
成分を拡散した薄膜を得る工程がある。このような工程
は例えば拡散炉と呼ばれる熱処理装置によって行われ、
不純物の拡散源の違いから固体ソース、液体ソース、ガ
スソースなどが使い分けられている。例えばシリコン膜
に対してリンを高濃度で拡散する場合オキシ塩化リン
（ＰＯＣｌ₃）の液体拡散源が用いられており、このプ
ロセスは縦型炉を用いた場合次のようにして行われる。

【０００３】即ち多数枚のウエハを、石英よりなるウエ
ハボートに間隔をおいて棚状に載置すると共に、このウ
エハボートを石英よりなる反応管内に搬入搬出機構によ
り搬入する。次いで反応管内を例えば９００〜１２００
℃の加熱雰囲気にすると共に、オキシ塩化リン（ＰＯＣ
ｌ₃）溶液中を窒素（Ｎ₂）ガスでバブリングし、更に
酸素ガスと混合した処理ガスを反応管内に供給してウエ
ハ上のシリコン膜内にリンを熱拡散し、その後反応管内
を不活性ガスにより置換し、ウエハボートを搬出してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のリン拡
散プロセスを行うと、ウエハのアンロード時（熱処理後
にウエハボートを反応管内から搬出する時）にかなりの
量のパーティクルが発生するという問題がある。このパ
ーティクルはパーティクルカウンタで確認されており、
リンを含む反応生成物であるといわれているが、この反
応生成物の実体は分かっていない。しかしながら何ら手
段を講じなければリンを含む物質がクリーンルーム内に
飛散し、ウエハの汚染を引き起こすと共に、人体へ悪影
響を及ぼす他、反応管の下方側のローディング室などと
呼ばれる、ウエハボートの搬出入やウエハボートに対し
てウエハの移載を行う領域において金属腐食も懸念され
ている。

【０００５】そこで例えばローディング室を区画して局
所的に排気するシステムを用いているが、上述のパーテ
ィクルを全部排気できるわけではないので、排気しない
場合に比べてパーティクルの量は低減するものの、排気
されない残存分がクリーンルーム内に飛散するのでやは
り同様の問題が残る。ここにデバイスのパターン幅が微
細化してパーティクルの許容量が一段と厳しいものにな
っているため、リン拡散プロセスに伴うパーティクルの
飛散に対する対策が要請されているが、決定的な解決手
段が見出されていないのが現状である。

【０００６】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、リンを用いた熱処理プロセ
スにおいてパーティクルの発生を低減することのできる
熱処理方法及び熱処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、多数
の被処理体を保持具に保持させて反応管内に開口部から
搬入すると共に当該開口部を蓋部により塞ぎ、反応管内
に加熱雰囲気下でリンと酸素とを含む処理ガスを供給し
て熱処理を行う方法において、熱処理時に少なくとも前
記蓋部の内面を五酸化リンの析出が抑えられる温度以上
の温度に加熱することを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、多数の被処理体を保持
具に保持させて反応管内に開口部から搬入すると共に当
該開口部を蓋部により塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下で
リンと酸素とを含む処理ガスを供給して熱処理を行う装
置において、前記蓋部に、熱処理時に当該蓋部を加熱す
るための加熱手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、多数の被処理体を保持
具に保持させて反応管内に開口部から搬入すると共に当
該開口部を蓋部により塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下で
リンと酸素とを含む処理ガスを供給して熱処理を行う装
置において、前記反応管内を排気するための排気口を前
記蓋部から遠ざけた位置に設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、多数の被処理体を保持
具に保持させて反応管内に開口部から搬入すると共に当
該開口部を蓋部により塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下で
リンと酸素とを含む処理ガスを供給して熱処理を行う装
置において、熱処理後に前記蓋部を冷却するための冷却
手段を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明者の実験によると、例えばオキシ塩化リ
ン（ＰＯＣｌ₃）と酸素とを反応管内に導入するとこれ
らが反応してＰ₂Ｏ₅を生成して固体として析出し、こ
の固体が被処理体の搬出時に大気中の水分と反応してリ
ン酸を生成し、このリン酸がミストとなって飛散するこ
とが分かった。そこで熱処理時に反応管の雰囲気に露出
する個所が、Ｐ₂Ｏ₅が固体として析出する温度、つま
りＰ₂Ｏ₅の昇華点３６０℃以下にならないようにする
ことによりミストの発生を防止でき、請求項１の発明の
ように、加熱部から離れた位置にある、少なくとも蓋部
の内面については上記の温度以上とすることにより、例
えば請求項２の発明のように蓋部に加熱手段を設けるこ
とによりパーティクルの発生を大幅に低減できる。

【００１２】また蓋部の温度が３６０℃以上であって
も、請求項３の発明のように蓋部から離れた位置に排気
口を設けることにより蓋部におけるＰ₂Ｏ₅の析出量が
少なくなるのでパーティクルの発生を抑えることができ
る。このような手段の他に、蓋部にＰ₂Ｏ₅が固体とし
て析出しても、被処理体の搬出時にミストになって飛散
しない温度以下まで冷却するように蓋部を冷却しておけ
ば（請求項４の発明）、やはりパーティクルの発生を抑
えることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。

【００１４】図１は本発明の実施例に係る、リン拡散を
行うための縦型熱処理装置であり、同図において１は石
英ガラスにより円筒状に形成され、その軸方向を垂直方
向にすることにより縦型熱処理部を構成する反応管であ
る。この反応管１の下端には、容器内を気密に保持する
ように、蓋部２がＯリング１１を介して着脱自在に配設
される。

【００１５】前記反応管１内には、前記蓋部２上に回転
軸５１を介して保温筒４が設けられると共に、この保温
筒４の上には、耐熱材例えば石英からなり被処理体保持
具であるウエハボート３が載置されており、このウエハ
ボート３には被処理体例えば半導体ウエハＷが予め定め
られた間隔で複数例えば１５０枚収納されている。

【００１６】前記蓋部２には、図２の拡大図に示すよう
に、その内部に当該蓋部２を加熱するための例えば抵抗
発熱体からなる加熱手段２１と、蓋部２の温度を測定す
るための例えば熱電対からなる温度検出手段２２とが設
けられており、これらは制御部２３に電気的に接続され
ている。

【００１７】また蓋部２の下部にはウエハボート３を回
転させるための前記回転軸５１に接続された回転機構５
２及びウエハボート３を上下方向に移動させるためのボ
ートエレベータが配設されている。

【００１８】前記反応管１の下部側壁には容器壁から外
側に突出する突出筒部６ａが一体に形成され、この突出
筒部６ａ内には石英ガラスからなる細管状のインジェク
タ６が挿入されている。このインジェクタ６の一端側
（反応管１の内端側）はＬ字型に屈曲してウエハボート
３の上端より若干上方まで垂直に伸び、さらにそこでＵ
字状に屈曲してウエハボート３の下端付近まで真っ直ぐ
に伸びており、下に向って伸びている管路部分には、多
数のガス噴出孔（図示せず）が上下方向に所定の間隔で
かつ各ウエハＷの設置位置に対応する位置に形成されて
いる。即ちインジェクタ６はウエハプロセス面に沿った
方向にガスを噴射する。

【００１９】前記インジェクタ６の他端部には、キャリ
アガス例えば窒素（Ｎ₂）ガス及び酸素（Ｏ₂）ガスを
夫々導入するための第１のガス導入管７ａ及び第２のガ
ス導入管７ｂと、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ₃）を導入
するための第３のガス導入管７ｃとが各々分岐して接続
されており、ＰＯＣｌ₃は容器７ｄに液体の状態で貯留
されていて、この中にＮ₂ガスを通すことにより蒸気と
なって当該Ｎ₂ガスと共に第３のガス導入管７ｃ内に導
かれる。

【００２０】前記反応管１の周囲には通常７００〜１２
００℃程度まで容器を加熱してリン拡散を行うためにヒ
ータ１０例えば抵抗加熱ヒータが設けられると共に、反
応管１の下部には排気管１２が設けられ、この排気管１
２より反応管１内に導入した処理ガスを排気するように
している。

【００２１】次に上述実施例の作用について説明する。
先ず、ヒータ１０により反応管１内の被処理領域を例え
ば９００℃の均熱加熱状態とする。次いで例えば１５０
枚の半導体ウエハＷを搭載したウエハボート３をボート
エレベータ５３により反応管１内にロードし、加熱手段
２１より蓋部２を五酸化リン（Ｐ₂Ｏ₅）が析出しない
温度例えばＰ₂Ｏ₅の昇華点である３６０℃以上に加熱
する。ここで温度検出手段２２により蓋部２の温度を検
出してその検出温度を制御部２３に導き蓋部２の温度を
予め設定した温度になるように制御部２３により加熱手
段２１を制御する。続いて反応管１内を予め定められた
真空度に排気した後、第１のガス導入管７ａからＮ₂ガ
スを流量例えば１０ＳＬＭで、また第２のガス導入管７
ｂからＯ₂ガスを流量例えば１ＳＬＭで夫々インジェク
タ６に導入すると共に、容器７ｄにＮ₂ガスを流量例え
ば１ＳＬＭで通流して、Ｎ₂ガス中にＰＯＣｌ₃の蒸気
を含んだドープ用混合ガスを第３のガス導入管７ｃに供
給することにより、ＰＯＣｌ₃を例えば３００ｍｇ／分
の割合でインジェクタ６に導入し、こうしてキャリアガ
スであるＮ₂ガス及びＯ₂ガスとドープ用混合ガスとを
含む処理ガスをインジェクタ６の噴出孔から各半導体ウ
エハＷの例えばポリシリコン層に供給し、このポリシリ
コン層内にリンを拡散する。その後例えば被処理領域を
例えば９００℃の均熱加熱状態としたまま半導体ウエハ
Ｗに対してアニール処理を行う。

【００２２】次に上述の実施例のような構成を採用する
に至った経緯について説明する。即ち本発明者は後述の
ように種々の実験を行った結果、ＰＯＣｌ₃を用いてリ
ン拡散を行う場合、ウエハのアンロード時におけるパー
ティクルの主たる発生源が蓋部であることを突き止める
と共に、パーティクルの発生のメカニズムについてはＰ
ＯＣｌ₃と酸素とが反応してＰ₂Ｏ₅を生成し、このＰ
₂Ｏ₅の昇華点以下のポイントでＰ₂Ｏ₅が固体として
析出し、ウエハのアンロード時にこのＰ₂Ｏ₅が大気中
の水分と反応してＨ₃ＰＯ₄となり、Ｈ₃ＰＯ₄が沸点
以下に降温する前にミストとなって飛散するであろうと
いう結論に達した。

【００２３】従って上述のように蓋部に加熱手段を設け
て、処理ガスが供給されている間は当該蓋部を３６０℃
以上の温度に加熱しておけば、蓋部におけるＰ₂Ｏ₅の
析出が理論上では起こらず、従って実際上では起こった
としてもその析出量は極めて少ないと考えられる。そし
て保温筒の下端部付近においてヒータから離れているた
め温度が３６０℃以下になっているポイントがあったと
しても後述の実験結果からわかるようにその領域は微小
であり、この結果Ｈ₃ＰＯ₄のミスト源は極めて微量と
なるので、アンロード時のパーティクルの発生が極力抑
えられる。

【００２４】次にウエハのアンロード時におけるパーテ
ィクルの発生源及び発生メカニズムの解明のために行っ
た試験について説明する。先ずパーティクルの発生現象
を把握するために、リンミストの発生量とアンロード温
度及び処理回数との関係について調査した。

【００２５】即ち、炉内温度９００℃、Ｎ₂ガス流量１
８ＳＬＭ、Ｏ₂ガス流量５００ＳＣＣＭ、ＰＯＣｌ₃流
量２００ｍｇ／ｍｉｎ、処理時間３０分の条件の下で拡
散処理を行い、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度でアンロード
させた場合において、アンロード温度を夫々９００℃、
８００℃、７００℃に設定した時のリンミストの発生量
を測定した。測定は図３に示すように、ウエハボート３
及び保温筒４の外周囲に筒状体８１を配設してリンミス
トを補集し、この筒状体の数箇所に接続したレーザーパ
ーティクルカウンタ８２によりミスト量を１分間カウン
トし、これを１５秒間隔で１５回行った（以下この測定
方法を多点モニタリングシステムという）。

【００２６】この時の反応管内の時間と温度との関係を
図４に示すが、ここで図中はロード工程、は昇温工
程、は温度安定工程、はリン拡散工程、はアニー
ル工程、は降温工程、はリンミスト発生量の測定工
程をそれぞれ示している。また拡散処理はウエハを交換
して３回行い、４回めは拡散条件をＮ₂ガスのみを１８
ＳＬＭの流量で供給した場合（以下Ｎ₂シーケンスとい
う）に変えて行い、それぞれの場合のリンミスト発生量
を測定した。この結果を図５に示す。

【００２７】この結果より、リンミスト発生量は処理回
数を重ねるごとに増大し、アンロード温度が低い程少な
いことが確認された。また拡散処理はウエハを交換して
行っていたこと、及びリンミスト発生量は処理回数に比
例して増大していたことから、リンミストの発生源はウ
エハではないことが推察される。

【００２８】次に上述の結果を再確認するために、アン
ロード温度を変えてＮ₂シーケンス処理を連続して行
い、リンミスト発生量の変化を調査した。この時の反応
管内の時間と温度との関係を図６に示す。ここで図中
はウエハ以外のものに対して行った拡散処理工程、は
アンロード工程、はウエハの拡散処理工程、はＮ₂
シーケンス工程、はアンロード温度９００℃時のリン
ミスト量測定工程、はアンロード温度８００℃時のリ
ンミスト量測定工程、はアンロード温度７００℃時の
リンミスト量測定工程、は再びアンロード温度を９０
０℃にした時のリンミスト量測定工程をそれぞれ示して
いる。測定は多点モニタリングシステムにて行った。こ
の結果は図７に示すが、これより上述の実験結果と同様
に、リンミスト発生量はアンロード温度に依存すること
が確認された。

【００２９】次にリンミストの発生源を確認するために
以下の実験を行った。即ち、炉内温度９００℃、処理時
間３０分の条件で拡散処理を３回行った後、図８に示す
フローチャートに従ってウエハボート、保温筒、蓋部か
らなる石英製部品を、部品ごとに、洗浄するかまたは洗
浄した部品（洗浄品）に交換し、Ｎ₂シーケンス処理
後、多点モニタリングシステムにてリンミストの発生量
を測定した。アンロード温度はリンミスト発生量の増減
傾向を確認するため、発生量の多い９００℃とした。な
おフローチャート中汚染品とは、拡散処理に使用し、洗
浄していない部品をいう。この結果を図９に示す。この
結果より蓋部を洗浄品に交換した場合のリンミスト発生
量が極端に少いことから、リンミスト発生源は蓋部と確
認された。

【００３０】以上の実験結果、即ちリンミスト発生量は
温度に依存し、リンミスト発生源は蓋部であるという結
果から、本発明者らはリンミストの発生は、反応管内の
温度に関係していると推察し、リンミスト発生メカニズ
ムを以下のように仮定した。

【００３１】反応管内のＰＯＣｌ₃とＯ₂とが反応
し、次式のようにＰ₂Ｏ₅を生成する。４ＰＯＣｌ₃＋３Ｏ₂→２Ｐ₂Ｏ₅＋６Ｃｌ₂ …（１）Ｐ₂Ｏ₅の昇華点は３６０℃であることから、反応管
内の３６０℃以下の場所即ち蓋部に固体として析出す
る。Ｐ₂Ｏ₅（ｇ）→Ｐ₂Ｏ₅（ｓ） …（２）Ｐ₂Ｏ₅はアンロード時に大気中の水分と反応し、オ
ルトリン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）を生成する。Ｐ₂Ｏ₅＋３Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₃ＰＯ₄ …（３）Ｈ₃ＰＯ₄の沸点は２６１℃であることから、蓋部が
２６１℃まで降温すると核凝縮を生じてミストとなり飛
散する。Ｈ₃ＰＯ₄（ｇ）→Ｈ₃ＰＯ₄（ｌ） …（４）このメカニズムを裏付けるために、図１０に示すよう
に、保温筒の頂部Ａ、中央部Ｂ、底部Ｃ及び蓋部Ｄの各
部分の温度を、炉内温度７００℃、８００℃、９００
℃、１０００℃にて拡散処理を行った場合について測定
した。結果は図１１に示す。尚図中○は炉内温度７００
℃、△は８００℃、□は９００℃、●は１０００℃を示
している。

【００３２】この結果より炉内温度９００℃で拡散処理
を行った場合は、測定ポイントＤ即ち蓋部のみがＰ₂Ｏ
₅の昇華点以下かつＨ₃ＰＯ₄の沸点以上の範囲内にあ
ることが確認され、上述のリンミスト発生メカニズムの
正当性が裏付けられた。

【００３３】以上の実験よりリンミストは反応管内のＰ
₂Ｏ₅の昇華点以下の場所即ち蓋部から発生することが
確認されたが、次に炉内温度９００℃で拡散処理を行う
場合の温度安定時間とリンミスト発生量との関係を、図
４に示す昇温工程（）後の温度安定時間（）に対す
る蓋部の温度変化を測定すると共に、温度安定時間に対
するリンミスト発生量を測定することにより確認した。

【００３４】図１２は温度安定時間と蓋部の温度との関
係、図１３は温度安定時間とリンミスト発生量との関係
を示す図である。この結果より、従来の拡散処理で設定
されていた１５分という温度安定時間では、蓋部の温度
が３００℃付近で拡散処理が始っており、この温度安定
時間ではリンミスト発生量が多いことが確認され、リン
ミスト発生量を低減するには温度安定時間として５０分
程度必要であることが認められた。また蓋部にＰ₂Ｏ₅
が吸着した後蓋部の温度を３６０℃以上に加熱してもＰ
₂Ｏ₅の離脱は認められず、拡散処理から３６０℃にな
るまでの時間差がＰ₂Ｏ₅の吸着量に影響し、リンミス
ト発生量を決定していることが確認された。

【００３５】次に拡散処理時の炉内温度を変化させた場
合のリンミスト発生量の変化についても測定を行った。
ここで温度安定時間は５０分とし、拡散処理を３回連続
して行った後のリンミスト発生量を測定した。炉内温度
と蓋部の温度との関係を図１４に、また炉内温度とリン
ミスト発生量との関係を図１５にそれぞれ示す。尚図１
４中△は温度安定時間５０分、○は８０分の場合を示し
ている。この結果より温度安定時間５０分の場合には蓋
部の温度が３６０℃以上になる炉内温度は８９０℃以上
であり、また炉内温度８８０℃の場合にリンミスト発生
量は増大し、８９０℃では極端に減少することが確認さ
れ、蓋部の温度が３６０℃以上であればリンミスト発生
量は抑えられることが認められた。

【００３６】最後に従来の拡散処理条件即ち温度安定時
間を１５分とし、蓋部の温度を３６０℃以下として拡散
処理を行った場合（Ａ）と、温度安定時間を５０分と
し、蓋部の温度を３６０℃以上として拡散処理を行った
場合（Ｂ）について、アンロード時の反応管内の雰囲気
をインピンジャーに補集し純水に溶解して、イオンクロ
マトグラフィーにより、各雰囲気に含まれるイオンを分
析した。

【００３７】この結果を図１６に示すが、図中ＡでＲｅ
ｔｅｎｔｉｏｎＴｉｍｅ１５分付近に見られるＰＯ₄
^3-のピークはＢでは見られず、またＰＯ₄ ^3-の含有量も
Ａの１２１．２３ｎｇに対し、Ｂでは７．０６０ｎｇと
極端に少いことが確認された。

【００３８】以上の実験経緯により、本発明者らは、リ
ンミスト発生メカニズムを解明し、反応管内にＰ₂Ｏ₅
の昇華点即ち３６０℃以下の場所がなければリンミスト
発生を抑えられることに注目し、上述の実施例の構造を
採用した。

【００３９】従って本実施例の熱処理装置では、蓋部に
加熱手段を設け、拡散処理時に蓋部をＰ₂Ｏ₅の昇華点
以上の温度に加熱しているので、Ｐ₂Ｏ₅の析出が抑え
られ、従ってＨ₃ＰＯ₄の生成量も極めて少くなること
から、パーティクルの発生を低減することができる。

【００４０】次に本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例は、上述の第１実施例において蓋部２に加
熱手段２１を設ける代わりに、図１７に示すように、反
応管１の上部に排気ポンプ９２に接続される排気口９１
を形成して熱処理装置を構成している。

【００４１】このような構成の熱処理装置では、熱処理
後に、Ｎ₂ガス及びＯ₂ガスからなるキャリアガスと、
Ｎ₂ガス中にＰＯＣｌ₃の蒸気を含んだドープ用ガス
を、排気ポンプ９２により排気口９１を介して反応管１
外へ排気するが、排気口９１は蓋部２から離れた位置に
設けられているため、蓋部２付近のＰＯＣｌ₃の濃度は
低くなる。従って蓋部２の温度が３６０℃以下であった
としても、蓋部２に析出するＰ₂Ｏ₅の量が少くなるた
め、結果としてパーティクルの発生を抑えることができ
る。

【００４２】次に本発明の第３実施例について説明す
る。本実施例は、上述の第１実施例において蓋部２に加
熱手段２１を設ける代わりに、図１８に示すように、反
応管１の下部に蓋部２を冷却するために、例えば不活性
ガスを蓋部２に吹き付けるための冷却ガス吹き付け管よ
りなる冷却手段９３を配設したことを特徴とする。

【００４３】このような構成では、熱処理後例えば蓋部
２を開く前に冷却手段９３により蓋部２を冷却するが、
ここで蓋部２をＰ₂Ｏ₅と水分との反応生成物であるＨ
₃ＰＯ₄の沸点即ち２６１℃以下に早く降温することに
より、蓋部２にＰ₂Ｏ₅が析出してもＨ₃ＰＯ₄がミス
トとなって飛散する温度域を早く通過するので、パーテ
ィクルの発生が抑えられる。

【００４４】以上において、本発明では、第１〜第３の
実施例を組み合わせてもよい。またリンを含むガスとし
てはＰＯＣｌ₃に限定されるものではないし、被処理体
としてはウエハに限らずＬＣＤ基板であってもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、リンと酸素とを含む処
理ガスを用いて被処理体に対して熱処理を行うにあたっ
て、被処理体の搬出時に発生するパーティクルの成分を
解明し、請求項１及び請求項２の発明では、加熱部から
離れた蓋部について熱処理時の温度を五酸化リンの析出
が抑えられる温度以上にしているためパーティクルの発
生が抑えられる。

【００４６】また請求項３の発明では、蓋部から遠ざけ
た位置に排気口を設けているので蓋部に接触する処理ガ
スの量が少なくなるので、五酸化リンの析出が抑えられ
る。そしてまた請求項４の発明では熱処理後に蓋部を冷
却するので、五酸化リンと水分との反応生成物であるリ
ン酸が飛散する温度以下に蓋部を早く降温でき、このた
めパーティクルの発生が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱処理装置の一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の熱処理装置の一部分を示す拡大断面図
である。

【図３】本発明を導くために行なった実験に用いた装置
を示す斜視図である。

【図４】実験方法を説明する説明図である。

【図５】実験結果を示すグラフである。

【図６】実験方法を説明する説明図である。

【図７】実験結果を示すグラフである。

【図８】実験方法を説明するフロ−チャ−トである。

【図９】実験結果を示すグラフである。

【図１０】実験方法を説明する説明図である。

【図１１】実験結果を示すグラフである。

【図１２】実験結果を示すグラフである。

【図１３】実験結果を示すグラフである。

【図１４】実験結果を示すグラフである。

【図１５】実験結果を示すグラフである。

【図１６】実験結果を示すグラフである。

【図１７】本発明の熱処理装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図１８】本発明の熱処理装置の他の例の一部を示す断
面図である。

【符号の説明】

１反応管２蓋部２１加熱手段３ウエハボ−ト４保温塔６インジェクタ９１排気口９２排気ポンプ９３冷却手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の被処理体を保持具に保持させて反
応管内に開口部から搬入すると共に当該開口部を蓋部に
より塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下でリンと酸素とを含
む処理ガスを供給して熱処理を行う方法において、熱処理時に少なくとも前記蓋部の内面を五酸化リンの析
出が抑えられる温度以上の温度に加熱することを特徴と
する熱処理方法。
【請求項２】多数の被処理体を保持具に保持させて反
応管内に開口部から搬入すると共に当該開口部を蓋部に
より塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下でリンと酸素とを含
む処理ガスを供給して熱処理を行う装置において、前記蓋部に、熱処理時に当該蓋部を加熱するための加熱
手段を設けたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】多数の被処理体を保持具に保持させて反
応管内に開口部から搬入すると共に当該開口部を蓋部に
より塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下でリンと酸素とを含
む処理ガスを供給して熱処理を行う装置において、前記反応管内を排気するための排気口を前記蓋部から遠
ざけた位置に設けたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】多数の被処理体を保持具に保持させて反
応管内に開口部から搬入すると共に当該開口部を蓋部に
より塞ぎ、反応管内に加熱雰囲気下でリンと酸素とを含
む処理ガスを供給して熱処理を行う装置において、熱処理後に前記蓋部を冷却するための冷却手段を設けた
ことを特徴とする熱処理装置。