KR20230135517A - 열처리 장치 및 열처리 방법 - Google Patents

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KR20230135517A
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마사히사 와타나베
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

수분을 포함하는 감압 분위기에서의 산화 처리의 균일성을 개선할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 열처리 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 수소와 산소를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하는 수분 발생 장치와, 상기 수분 발생 장치에 수소 및 산소를 도입하는 가스 도입부와, 상기 수분 발생 장치가 생성하는 상기 수분을 상기 처리 용기 내에 공급하는 노즐을 갖고, 상기 가스 도입부가 도입하는 산소에 대한 수소의 유량비는 2보다 크고, 상기 처리 용기는, 상기 노즐로부터 공급되는 상기 수분을 체류시키는 체류부를 갖는다.

Description

열처리 장치 및 열처리 방법{HEAT TREATMENT APPARATUS AND HEAT TREATMENT METHOD}
본 개시는, 열처리 장치 및 열처리 방법에 관한 것이다.
수소와 산소의 촉매 반응에 의해 발생시킨 수분을 처리 용기 내에 공급하고, 처리 용기 내의 기판에 대하여 산화 처리를 실시하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).
일본 특허 공개 제2002-353210호 공보 일본 특허 공개 제2003-045867호 공보 일본 특허 공개 제2001-351910호 공보
본 개시는, 수분을 포함하는 감압 분위기에서의 산화 처리의 균일성을 개선할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 열처리 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 수소와 산소를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하는 수분 발생 장치와, 상기 수분 발생 장치에 수소 및 산소를 도입하는 가스 도입부와, 상기 수분 발생 장치가 생성하는 상기 수분을 상기 처리 용기 내에 공급하는 노즐을 갖고, 상기 가스 도입부가 도입하는 산소에 대한 수소의 유량비는 2보다 크고, 상기 처리 용기는, 상기 노즐로부터 공급되는 상기 수분을 체류시키는 체류부를 갖는다.
본 개시에 의하면, 수분을 포함하는 감압 분위기에서의 산화 처리의 균일성을 개선할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 관한 열처리 장치를 도시하는 개략 단면도.
도 2는, 실시 형태에 관한 열처리 방법을 도시하는 도면.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 붙여서, 중복되는 설명을 생략한다.
〔열처리 장치〕
도 1을 참조하고, 실시 형태에 관한 열처리 장치(1)에 대하여 설명한다. 열처리 장치(1)는, 복수매의 기판 W에 대하여 한번에 처리를 행하는 종형의 배치 장치로서 구성된다. 기판 W는, 예를 들어 반도체 웨이퍼이다.
열처리 장치(1)는, 처리 용기(10)와, 공급부(20)와, 배기부(30)와, 가열부(40)와, 제어부(90)를 갖는다.
처리 용기(10)는, 내부를 감압 가능하게 구성된다. 처리 용기(10)는, 내부관(11)과, 외부관(12)을 갖는다. 내부관(11)은, 하단이 개방된 천장이 있는 원통 형상을 갖는다. 외부관(12)은, 하단이 개방되어서 내부관(11)의 외측을 덮는 천장이 있는 원통 형상을 갖고, 균열(均熱)을 확보하는 것을 목적으로 하고 있다. 내부관(11) 및 외부관(12)은, 동축상으로 배치되어서 2중관 구조로 되어 있다. 내부관(11) 및 외부관(12)은, 석영 등의 내열 재료로 형성된다. 외부관(12)은 없어도 된다.
내부관(11)은, 예를 들어 평탄한 천장부(11a)를 갖는다. 내부관(11)은, 천장부(11a)의 조금 하방에 위치하는 구획판(11b)을 갖는다. 구획판(11b)은, 내부관(11) 내를 처리 공간 A1과 체류 공간 A2로 구획한다. 처리 공간 A1에는, 기판 W가 수용된다. 처리 공간 A1은, 내부관(11)의 하부의 측벽에 마련되는 배기 포트(13)를 통해 감압된다. 체류 공간 A2는, 처리 공간 A1의 상방에 위치한다. 체류 공간 A2는, 처리 공간 A1에 비하여 용적이 작다. 체류 공간 A2에는, 노즐(14)의 선단이 삽입 관통된다. 노즐(14)은, 내부관(11)과 외부관(12) 사이에 있어서 상하 방향으로 연장되고, 선단이 내부관(11)의 상부에 있어서 L자상으로 굴곡되어서 체류 공간 A2에 삽입 관통되고, 기단이 내부관(11)의 하부에 있어서 L자상으로 굴곡되어서 외부로 빼내어진다. 노즐(14)에는, 기단 측으로부터 처리 가스가 도입된다. 노즐(14)은, 선단으로부터 체류 공간 A2에 처리 가스를 토출한다. 노즐(14)이 처리 가스를 토출하는 방향은 한정되지 않지만, 체류 공간 A2 내의 처리 가스 농도의 균일화를 위해서, 체류 공간 A2의 중심 부근에서 수직 방향 상측, 또는 수직 방향 하측을 향하여 토출하는 것이 바람직하다. 체류 공간 A2에 토출되는 처리 가스는, 체류 공간 A2에 있어서 일시적으로 체류한다. 구획판(11b)에는, 처리 공간 A1과 체류 공간 A2를 연통시키는 복수의 가스 구멍(11c)이 형성된다. 복수의 가스 구멍(11c)은, 체류 공간 A2에서 체류하는 처리 가스를 처리 공간 A1에 공급한다.
내부관(11)의 하단의 개구(11d)에는, 덮개(15)가 설치된다. 덮개(15)는, 개구(11d)를 기밀하게 막는다. 덮개(15)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성된다. 덮개(15)의 중앙에는, 도시하지 않은 자성 유체 시일을 통해 기판 보유 지지구(16)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(17)이 관통시켜져 마련된다. 회전축(17)의 하부는, 보트 엘리베이터로 이루어지는 승강 기구(18)에 회전 가능하게 지지된다. 회전축(17)에는, 석영제의 보온 부재(19)가 마련된다. 승강 기구(18)를 승강시킴으로써 덮개(15)와 기판 보유 지지구(16)는 일체로서 상하 이동하고, 기판 보유 지지구(16)를 처리 용기(10) 내에 대하여 삽입 분리할 수 있게 되어 있다. 기판 보유 지지구(16)는, 처리 공간 A1에 수용 가능하다. 기판 보유 지지구(16)는, 복수매(예를 들어 50 내지 150매)의 기판 W를 수평 자세로 다단으로 보유 지지한다.
공급부(20)는, 제1 가스 소스(21)와, 제1 유량 제어기(22)와, 제2 가스 소스(23)와, 제2 유량 제어기(24)와, 수분 발생 장치(25)와, 제3 가스 소스(26)와, 제3 유량 제어기(27)를 포함한다.
제1 가스 소스(21)는, 수소 가스의 가스 소스이다. 수소 가스는, 수소 가스(H2) 및 수소 동위체 가스 중 적어도 하나를 포함해도 된다. 수소 동위체 가스는, 예를 들어 중수소 가스(D2), 삼중수소 가스이면 된다. 또한, 본 명세서 등에 있어서, 「수소 가스」는, 수소 가스(H2) 및 수소 동위체 가스 중 적어도 하나를 포함하는 가스를 의미한다. 도 1에 있어서는, 제1 가스 소스(21)는, 수소 가스(H2)의 가스 소스이다. 제1 가스 소스(21)는, 수분 발생 장치(25)에 수소 가스를 도입한다. 제1 유량 제어기(22)는, 제어부(90)의 제어 하, 제1 가스 소스(21)로부터 수분 발생 장치(25)에 도입되는 수소 가스의 유량을 제어한다. 제1 유량 제어기(22)는, 예를 들어 매스 플로 컨트롤러(MFC: Mass Flow Controller)이다.
제2 가스 소스(23)는, 산소 가스(O2)의 가스 소스이다. 제2 가스 소스(23)는, 수분 발생 장치(25)에 산소 가스를 도입한다. 제2 유량 제어기(24)는, 제어부(90)의 제어 하, 제2 가스 소스(23)로부터 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량을 제어한다. 제2 유량 제어기(24)는, 예를 들어 매스 플로 컨트롤러이다.
제1 가스 소스(21), 제1 유량 제어기(22), 제2 가스 소스(23) 및 제2 유량 제어기(24)는, 가스 도입부의 일례이다. 제1 유량 제어기(22) 및 제2 유량 제어기(24)는, 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스에 대한 수소 가스의 유량비가 2보다 커지도록, 각각 수소 가스의 유량 및 산소 가스의 유량을 제어한다.
수분 발생 장치(25)는, 수소 가스와 산소 가스를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하고, 생성한 수분을 노즐(14)에 도입한다. 수분은, 물(H2O), 중수(D2O) 및 삼중수 중 적어도 하나를 포함해도 된다. 또한, 본 명세서 등에 있어서, 「수분」은, 물(H2O), 중수(D2O) 및 삼중수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 의미한다. 도 1에 있어서는, 수분 발생 장치(25)는, 수소 가스(H2)와 산소 가스를 촉매 반응시켜서 물(H2O)을 생성하고, 생성한 물(H2O)을 노즐(14)에 도입한다. 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소에 대한 수소의 유량비가 2보다 큰 경우, 수분 발생 장치(25)는, 수소 가스와 산소 가스를 촉매 반응시켜서 생성하는 수분과, 미반응된 수소 가스를 노즐(14)에 도입한다.
제3 가스 소스(26)는, 질소 가스(N2)의 가스 소스이다. 제3 가스 소스(26)는, 노즐(14)에 질소 가스를 도입한다. 제3 유량 제어기(27)는, 제어부(90)의 제어 하, 제3 가스 소스(26)로부터 노즐(14)에 도입되는 질소 가스의 유량을 제어한다. 제3 유량 제어기(27)는, 예를 들어 매스 플로 컨트롤러이다.
이러한 공급부(20)는, 수분 발생 장치(25)가 생성하는 수분과, 수분 발생 장치(25)에서 미반응된 수소 가스와, 제3 가스 소스(26)가 도입하는 질소 가스를 포함하는 처리 가스를, 노즐(14)에 도입한다. 노즐(14)은, 공급부(20)로부터 도입되는 처리 가스를 체류 공간 A2에 공급한다.
배기부(30)는, 압력 제어기(31)와, 진공 펌프(32)를 포함한다. 압력 제어기(31)는, 내부관(11) 내의 압력을 제어한다. 압력 제어기(31)는, 예를 들어 자동 압력 제어 기기(APC: Automatic Pressure Controller)를 포함해도 된다. 진공 펌프(32)는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 된다. 진공 펌프(32)는, 압력 제어기(31)를 통해 배기 포트(13)에 접속된다. 배기부(30)는, 압력 제어기(31)로 내부관(11) 내를 소정 압력으로 제어하면서, 진공 펌프(32)로 내부관(11) 내를 배기한다.
가열부(40)는, 외부관(12)의 주위에 마련된다. 가열부(40)는, 외부관(12)을 덮도록 원통 형상을 갖는다. 가열부(40)는, 내부관(11) 내의 기판 W를 소정 온도로 가열한다. 가열부(40)는, 예를 들어 저항 발열체를 포함하는 히터이다.
제어부(90)는, 후술하는 열처리 방법을 실시하도록 열처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성된다. 제어부(90)는, 일부 또는 전체가 열처리 장치(1)와는 별도로 마련되어도 된다. 제어부(90)는, 예를 들어 컴퓨터를 포함해도 된다. 컴퓨터는, 예를 들어 처리부와, 기억부를 포함해도 된다. 처리부는, 기억부에 저장된 프로그램에 기초하여 여러가지의 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 처리부는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)를 포함해도 된다. 기억부는, 예를 들어 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 또는 이들의 조합을 포함해도 된다.
〔열처리 방법〕
도 2를 참조하여, 실시 형태에 관한 열처리 방법의 일례로서, 전술한 열처리 장치(1)에 있어서 기판 W의 표면에 선택 산화 처리를 실시하는 경우에 대하여 설명한다.
먼저, 선택 산화 처리를 실시하는 대상의 기판 W를 준비한다. 기판 W는, 실리콘 기판(101)과, 실리콘 기판(101) 상에 형성된 전기 회로(102)를 갖는다. 실리콘 기판(101) 상에는, 소스 영역(103) 및 드레인 영역(104)이 마련됨과 함께, 소스 영역(103) 및 드레인 영역(104)에 걸치도록 게이트 산화막(105)이 마련된다. 게이트 산화막(105) 상에는, 폴리실리콘막(106)이 마련된다. 폴리실리콘막(106) 상에는, 배리어층(107)을 개재시켜 텅스텐막(108)이 마련된다.
다음으로, 기판 W의 표면에 선택 산화 처리를 실시한다. 먼저, 복수매의 기판 W를 탑재한 기판 보유 지지구(16)를 내부관(11) 내에 그 하방으로부터 상승시킴으로써 반입한다. 계속해서, 덮개(15)로 내부관(11)의 하단의 개구(11d)를 막음으로써, 내부관(11) 내를 밀폐 공간으로 한다. 계속해서, 배기부(30)에 의해 내부관(11) 내를 감압하여 소정 압력으로 유지함과 함께, 가열부(40)에 의해 기판 온도를 소정 온도로 상승시킨다. 소정 압력은, 예를 들어 100Torr(13.3kPa) 내지 300Torr(40.0kPa)이면 된다. 소정 온도는, 예를 들어 850℃ 이하이면 된다. 기판 온도가 소정 온도로 안정된 후, 기판 보유 지지구(16)를 회전시키면서 선택 산화 처리를 개시한다.
선택 산화 처리는, 제1 가스 소스(21) 및 제2 가스 소스(23)로부터 각각 수소 가스 및 산소 가스를 수분 발생 장치(25)에 도입하고, 수분 발생 장치(25)에 있어서 수소 가스와 산소 가스를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하는 공정을 포함한다. 해당 공정에 있어서, 제1 유량 제어기(22) 및 제2 유량 제어기(24)는, 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스에 대한 수소 가스의 유량비가 2보다 커지도록, 각각 수소 가스의 유량 및 산소 가스의 유량을 제어한다. 이 경우, 수분 발생 장치(25)에 도입되는 수소 가스의 일부가 미반응된 상태에서 노즐(14)에 도입된다. 즉, 수분 발생 장치(25)는, 수소 가스와 산소 가스를 촉매 반응시켜서 생성하는 수분과, 미반응된 수소 가스를 노즐(14)에 도입한다. 노즐(14)에 도입되는 수분 및 수소 가스는, 체류 공간 A2에 공급되어서 체류 공간 A2에서 체류한 후에, 구획판(11b)의 복수의 가스 구멍(11c)을 통해 처리 공간 A1에 공급된다. 처리 공간 A1에 공급된 수분 및 수소 가스는, 기판 W의 표면에 마련된 텅스텐막(108)을 산화시키지 않고, 소스 영역(103), 드레인 영역(104) 및 폴리실리콘막(106)의 노출면을 선택적으로 산화시켜서 산화막(109)을 형성한다. 또한, 선택 산화 처리는, 제3 가스 소스(26)로부터 질소 가스를 노즐(14)에 도입하는 공정을 포함해도 된다.
선택 산화 처리에 있어서의 조건의 일례는 이하이다.
·기판 온도: 750℃
·수소 가스(H2)의 유량: 2.0slm
·산소 가스의 유량: 0.2slm
·질소 가스의 유량: 3.5slm
·압력: 200Torr(26.7kPa)
선택 산화 처리가 종료된 후, 내부관(11) 내에 기판 W를 반입한 수순과 역의 순서로 내부관(11) 내에서 기판 W를 반출한다.
그런데, 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스에 대한 수소 가스의 유량비가 2보다 큰 수소 리치의 조건에서는, 노즐(14)에 수분과 미반응된 수소 가스를 포함하는 처리 가스가 도입되지만, 수분 발생 장치(25)에서 반응하지 않은 미량의 산소 가스가 혼입될 수 있다. 산소 가스가 혼입된 처리 가스가 처리 공간 A1에 공급되면, 기판 W의 표면에 형성되는 산화막(109)의 막 두께의 면 내 균일성이 악화되는 경우가 있다. 이것은, 처리 공간 A1에 수용되는 기판 W의 표면 근방에 있어서, 산소 가스와 수소 가스가 반응하여 새로운 산화종이 생성되기 때문이라고 생각된다.
예를 들어, 종형의 배치 장치의 경우, 내부관(11)의 상방으로부터 처리 가스가 공급된다. 이 때문에, 처리 가스에 혼입되는 산소 가스는, 대부분이 내부관(11)의 상방에 있어서 수소 가스와 반응하여 새로운 산화종이 된다. 이 때문에, 기판 보유 지지구(16)에 보유 지지되는 복수매의 기판 W 중 상부에 위치하는 기판 W일수록 산화막(109)의 막 두께의 면 내 균일성이 악화된다.
그래서, 실시 형태에서는, 노즐(14)로부터 공급되는 수분 및 수소 가스를 포함하는 처리 가스를 체류 공간 A2에서 체류시킨 후에 처리 공간 A1에 공급한다. 이 때문에, 처리 가스에 미량의 산소 가스가 혼입되어 있는 경우에도, 체류 공간 A2에 있어서 수소 가스와 산소 가스가 반응하여 산소 가스가 소비된다. 이에 의해, 처리 공간 A1에 산소 가스가 공급되는 것이 억제된다. 그 결과, 기판 W의 표면에 형성되는 산화막(109)의 막 두께의 면 내 균일성이 향상된다.
상기의 선택 산화 처리에 있어서, 제2 가스 소스(23)가 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량은 예를 들어 50sccm 이상이어도 된다. 수소 리치의 조건에서 처리 가스에 혼입되는 미반응된 산소 가스의 유량은, 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량이 커질수록 커진다. 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량이 50sccm 이상인 경우, 처리 가스를 체류 공간 A2에서 체류시키지 않고 처리 공간 A1에 공급하면, 산화막(109)의 막 두께의 면 내 균일성이 악화되기 쉽다. 그래서, 제2 가스 소스(23)가 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량이 50sccm 이상인 경우, 체류 공간 A2를 갖는 실시 형태에 관한 열처리 장치(1)를 사용하여 선택 산화 처리를 실시하는 것이 유효하다. 또한, 제2 가스 소스(23)가 수분 발생 장치(25)에 도입되는 산소 가스의 유량이 100sccm 이상인 경우, 처리 가스에 혼입되는 미반응된 산소 가스의 유량이 더 커진다. 그래서, 체류 공간 A2를 갖는 실시 형태에 관한 열처리 장치(1)를 사용하여 선택 산화 처리를 실시하는 것이 보다 유효하다.
상기의 선택 산화 처리에 있어서, 프로세스 온도는 예를 들어 850℃ 이하여도 된다. 프로세스 온도가 850℃보다 높은 경우, 수소 가스와 산소 가스의 반응이 발생하기 쉽다. 이 때문에, 처리 가스를 체류시키지 않고 처리 공간 A1에 공급한 경우여도 기판 W의 표면 근방에 산소 가스가 도달하기 어렵다. 한편, 프로세스 온도가 850℃ 이하인 경우, 수소 가스와 산소 가스의 반응이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 처리 가스를 체류시키지 않고 처리 공간 A1에 공급하면, 처리 가스에 혼입되는 미량의 산소 가스가 기판 W의 표면 근방에 도달하고, 산화막(109)의 막 두께의 면 내 균일성이 악화되기 쉽다. 그래서, 프로세스 온도가 850℃ 이하인 경우에는, 체류 공간 A2를 갖는 실시 형태에 관한 열처리 장치(1)를 사용하여 선택 산화 처리를 실시하는 것이 유효하다. 또한, 프로세스 온도가 800℃ 이하인 경우에는, 수소 가스와 산소 가스와의 반응이 더 발생하기 어렵다. 그래서, 체류 공간 A2를 갖는 실시 형태에 관한 열처리 장치(1)를 사용하여 선택 산화 처리를 실시하는 것이 보다 유효하다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
상기의 실시 형태에서는, 선택 산화 처리에 있어서, 텅스텐을 산화시키지 않고, 실리콘을 선택적으로 산화시키는 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 텅스텐은, 다른 금속이어도 된다.

Claims (11)

  1. 감압 가능한 처리 용기와,
    수소와 산소를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하는 수분 발생 장치와,
    상기 수분 발생 장치에 수소 및 산소를 도입하는 가스 도입부와,
    상기 수분 발생 장치가 생성하는 상기 수분을 상기 처리 용기 내에 공급하는 노즐을
    갖고,
    상기 가스 도입부가 도입하는 산소에 대한 수소의 유량비는 2보다 크고,
    상기 처리 용기는, 상기 노즐로부터 공급되는 상기 수분을 체류시키는 체류 공간을 갖는,
    열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 용기는, 기판을 수용하는 처리 공간을 갖고,
    상기 체류 공간은, 상기 처리 용기의 내부의 상기 처리 공간의 상방에 구획판을 개재시켜 마련되고,
    상기 구획판은, 상기 처리 공간과 상기 체류 공간을 연통시키는 복수의 가스 구멍을 갖는,
    열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 처리 용기는, 하단이 개구되고 또한 천장부를 포함하는 원통 형상을 갖고,
    상기 처리 공간에는, 상기 기판이 수평 자세로 다단으로 수용되는,
    열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 수분을 상기 체류 공간의 중심 부근에서 수직 방향 상측, 혹은 수직 방향 하측으로 토출하는,
    열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 처리 용기 내를 감압하는 진공 펌프를 갖는,
    열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가스 도입부가 상기 수분 발생 장치에 도입하는 산소의 유량은, 50sccm 이상인,
    열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리 용기 내를 가열하는 가열부를 갖고,
    상기 가열부는, 상기 처리 용기 내를 850℃ 이하로 가열하는,
    열처리 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소는, 수소 가스(H2), 중수소 가스(D2) 및 삼중수소 가스 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 수분은, 물(H2O), 중수(D2O) 및 삼중수 중 적어도 하나를 포함하는,
    열처리 장치.
  9. 기판을 수용한 처리 용기 내를 감압하는 공정과,
    수분 발생 장치에 의해 수소와 산소를 촉매 반응시켜서 수분을 생성하는 공정과,
    감압된 상기 처리 용기 내에 상기 수분을 공급하는 공정을
    갖고,
    상기 수분을 생성하는 공정에 있어서 상기 수분 발생 장치에 도입되는 산소에 대한 수소의 유량비는 2보다 크고,
    상기 수분을 공급하는 공정은, 상기 처리 용기 내에 공급되는 상기 수분을 체류시키는 것을 포함하는,
    열처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기판에는, 금속이 노출되는 영역과, 실리콘이 노출되는 영역이 마련되고,
    상기 수분을 공급하는 공정은, 상기 금속을 산화시키지 않고, 상기 실리콘을 선택적으로 산화시키는 것을 포함하는,
    열처리 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 수소는, 수소 가스(H2), 중수소 가스(D2) 및 삼중수소 가스 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 수분은, 물(H2O), 중수(D2O) 및 삼중수 중 적어도 하나를 포함하는,
    열처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2003045867A (ja) 2001-07-30 2003-02-14 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351910A (ja) 2000-06-06 2001-12-21 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2002353210A (ja) 2001-05-25 2002-12-06 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2003045867A (ja) 2001-07-30 2003-02-14 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置

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