TW473791B - Heat treatment device - Google Patents
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Description
473791 A7 _B7_ 五、發明説明（2 ) 減壓排氣系統設置組合閥及壓力感測器而能控制減壓。 然而，在上述常壓型及減壓處理可能型之任一熱處理 裝置，若排氣壓控制閥爲蝶形閥方式時，也有水蒸汽結露 而在閥與管之間產生水膜。使控制成爲不安定。爲了避免 該情形，在閥之前後必須設置大氣導入口。又在排氣壓控 制閥爲以步進馬達與彈簧調整閥開度之方式時，爲了將閥 之可變成爲順利俾安定控制性，必須在閥導入例如氮氣N 2 之惰性氣體。如此，需要惰性氣體之運轉費用。又在減壓 處理可能型之熱處理裝置中，由於需要切換閥，因此導致 構造之複雜化。 (發明之槪要） 本發明係鑑於上述事項而創作者，其目的係在於提供 一種不需導入大氣或導入惰性氣體可成爲安定之控制，同 時排氣系統之構造被簡化，可減低成本的熱處理裝置。 本發明之熱處理裝置，其特徵爲具備： 處理爐，及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述處理爐內供給處理氣體的氣體供給機構，及 將上述處理爐內成爲所定之處理溫度的加熱機構，及 將上述處理爐內以大氣壓附近之所定排氣壓力施以排 氣所用的常壓排氣系統，及 設於上述常壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 閥，及 偵測上述常壓排氣系統之排氣壓力的壓力感測器，及 -5 - (請先閲讀背面，之注意事項再填· 本紙張又度適用中國國家榡準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 473791 A7 —__B7 五、發明説明（3 ) 依據上述壓力感測器之偵測壓力控制上述閥的控制部 〇 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫/Λ ) 依照該特徵，不需要導入大氣或導入惰性氣體，可進 行安定之控制。又，排氣系統之構造被簡化，可減低整體 裝置之成本。 壓力感測器係差壓型也可以，或是絕對壓型也可以。 在後者之情形，不會受到大氣壓之變動，可成爲安定之控 制，任何時候均可形成均勻膜厚之氧化膜。 又，本發明之熱處理裝置，其特徵爲具備： 處理爐，及 在上述處理爐內供給處理氣體的氣體供給機構，及 將上述處理爐內成爲所定之處理溫度的加熱機構，及 將上述處理爐內以大氣壓附近之所定排氣壓力施以排 氣所用的常壓排氣系統，及 設於上述常壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 第一閥，及 偵測上述常壓排氣系統之排氣壓力的第一壓力感測器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，及 將上述處理爐內以比大氣壓低之所定排氣壓力施以排 氣所用的減壓排氣系統，及 設於上述減壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 第二閥，及 偵測上述減壓排氣系統之排氣壓力的第二壓力感測器 ，及 -6- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 473791 A7 B7 五、發明説明（5 ) 同時依據上述絕緣壓型壓力感測器之偵測壓力修正上述設 定差壓的控制部。 (請先閲讀背面之注意事項再填ΐ 依據該特徵，雖爲差壓控制也不會受到大氣壓之變動 ’可成爲安定之控制，任何時候均可形成均勻膜厚之氧化 膜。 (實施發明所用之最佳形態） 以下，依據所附圖式詳述本發明之實施形態。 第1圖係表示本發明之第一實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置 )，係構成作爲常壓型。在第1圖中，縱型整批式處理爐 1係收容被處理體之半導體晶圓W，作爲處理氣體供給水 蒸汽，成爲例如在約8 5 0 °C之高溫下熱處理半導體晶圓 W。處理爐1係具備上端封閉而下端開放之具縱長筒狀耐 熱性之例如石英製反應管（處理容器）2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反應管2係作爲爐口之下端開口部藉蓋體3被氣密地 封閉，成爲構成高氣密性之處理爐1。在上述蓋體3上經 由保溫筒5裝載有將例如約1 5 0枚多數枚之半導體晶圓 W在水平狀態朝上下方向隔著間隔多段地支持之基板支持 具的例如石英製之晶舟4。 蓋體3係構成藉未圖示之昇降機構，進行晶舟4對於 處理爐1內之搬入及搬出及爐口之開閉。又，在上述反應 管2之周圍，設有可將爐內加熱控制在例如3 0 0至 1 0 0 0°C之所定溫度的加熱器6。在反應管2之下側部 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 8 · 473791 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 設有適當個所氣體導入管部7。在一個氣體導入管部7， 作爲處理氣體供給機構（水蒸汽供給機構），連接有藉氫 氣Η 2與氧氣0 2之燃燒反應發生水蒸汽並加以供給的燃燒 裝置8。 該燃燒裝置8係構成藉著例如縮小燃燒噴嘴之口徑， 或改善燃燒噴嘴之形狀等，可將水蒸汽供給例如每分鐘 0 . 4至1公升之微少流量較理想（以往係每分鐘有3公 升以上）。又在燃燒裝置8，爲了稀釋水蒸汽等，設有例 如供給氮氣Ν 2之惰性氣體的惰性氣體供給部9。又，在 其他之氣體導入管部分別連接有供給例如一氧化氮氣體 Ν〇，一氧化二氮氣體Ν2〇，氯化氫HC 1之其他處理氣 體或例如Ν 2等惰性氣體等的氣體供給源（省略圖示）。 又，在上述反應管2下方之側壁，設有用以排氣反應 管2之排氣管部1 0。在該排氣管部1 0，經由朝比處理 爐1更低位置延伸之排氣管1 1，連接有常壓排氣系統 1 2。在圖示例中，該常壓排氣系統1 2係從與排氣管 1 1之連接部（比處理爐1更低位置）朝上方延伸，連接 於具備未圖示之除害裝置或排氣風扇的工廠排氣系統。由 此，反應管2內係成爲在所定排氣壓可施行排氣。又’常 壓排氣系統係從連接部朝下方延伸也可以。 在上述常壓排氣系統1 2，設有冷却排氣中之水蒸汽 並加以凝結所用凝結器1 3。藉由該凝結器1 3凝結水蒸 汽所產生之排洩水，係經由從與排氣管1 1之連接部朝下 方延伸的排洩管1 4，閘1 5及球閥1 6 ’成爲能排水之 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填* 寫 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 473791 A7 ___B7_ 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填办 狀態。上述排氣管1 1及常壓排氣系統1 2係藉例如石英 ，不銹鋼，較理想爲聚四氟乙烯（P TF E )之具耐蝕性 之材料所形成。 在比上述常壓排氣系統1 2之凝結器1 3更下游（上 方），依次地形成有壓力感測器1 7，及可調節開閉及可 調節壓力之組合閥1 8。該組合閥1 8係成爲例如將電氣 信號變換成空氣壓，進行控制閥體（未圖示）之位置。組 合閥18係在閥體之閥座部具有0型閥（未圖示），成爲 可關斷之狀態。組合閥18係藉例如PTFE之具耐蝕性 之材料所形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲上述壓力感測器1 7，可使用差壓型或絕對壓型 者。作爲差壓型之壓力感測器，可使用例如大氣壓（ 1013 ，25hPa) ±1330Pa之範圍內可檢知 者。又，作爲絕對壓型之壓力感測器，可使用例如8 0 0 h P a至1 1 〇 〇 hP a之範圍內可檢知者。上述組合閥 1 8係依據上述壓力感測器1 7之偵測壓力，成爲藉控制 剖1 9加以控制之狀態。由此，將排氣壓力例如對於大氣 壓控制在約一 5 0 P a军·一 1 0 0 P a之微差壓，成爲可 進行熱處理。在比上述常壓排氣系統1 2之組合閥1 8更 下游。又設有球閥20。由此，成爲可對應於例如工廠排 氣系統之吸引較強之情形（例如約一 1 0 0 0 P a之情形 )° 以上構成所形成之常，壓型氧化處理裝置，係在收容半 導體晶圓W之處理爐1內供給處理氣體，以所定處理溫度 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公嫠） .10. 473791 A7 ______B7 _ 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填办 _處理半導體晶圓W所用之裝置，具備··以所定排氣壓力 排氣上述處理爐1內所用之常壓排氣系統1 2，及設於該 常壓排氣系統1 2之可調節開閉及調節壓力的組合閥1 8 ’及偵測上述排氣壓力之差壓型或絕對壓型壓力感測器 1 7，及依據該壓力感測器1 7之偵測壓力控制上述組合 閥1 8的控制部1 9。如此，與以往之常壓型熱處理裝置 不相同，不需要導入大氣或導入惰性氣體，可成爲安定之 控制。又，排氣系統之構造被簡化，也可避免例如N2之惰 性氣體的運轉費，可減低整體裝置之成本。 尤其是，使用絕對壓型壓力感測器1 7，不會受到依 氣象等件之大氣壓變動，成爲可控制大氣壓附近之安定之 絕對壓。由此，任何時候均可形成均勻膜厚之氧化膜。又 ，在上述熱處理裝置係構成不需要對於常壓排氣系統之組 合閥前後之導入大氣或導入惰性氣體，惟進行導入大氣或 導入惰性氣體也可以。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖係表示本發明之第二實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置 )係構成作爲可減壓處理型。在本實施形態中，與上述實 施形態相同部分係賦予相同記號而省略說明。 本實施形態之氧化處理裝置，係具備常壓1排氣系統 1 2與減壓排氣系統2 1。在構成處理爐1的反應管2之 排氣管部1 0，經由排氣管1 1連接有常壓排氣系統1 2 。該常壓排氣系統1 2之途中，分歧連接有減壓排氣系統 2 1。在此該分歧部更下游的常壓排氣系統1 2及減壓排 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 473791 A7 __B7_ 五、發明説明（9 ) 氣系統2 1，分別設有可調節開閉及調節壓力之組合閥 1 8 A、1 8 B。 (請先閲讀背面之注意事項再填於 上述減壓排氣系統2 1係具備可將處理爐1內減壓成 例如最大約一 IPa的真空泵（減壓泵）22。作爲該真 空泵2 2，例如乾泵較理想。在此減壓排氣系統2 1之真 空泵2 2更下游，設有將排氣路徑切換成使用水蒸汽Η 2〇 等之排氣路徑與使用一氧化氮氣體Ν 0或一氧化二氮氣體 Ν2〇時之排氣路徑的空氣壓控制式之切換閥2 3、2 4。 熱處理系統之排氣係成爲藉由閘2 5來除去水分（排洩水 )。又，此等排氣係成爲在除害裝置（未圖示）被處理。 減壓排氣系統2 1係藉例如不銹鋼，較理想爲PTFE之 具耐蝕性材料所形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述排氣管11經由空氣壓控制式之閥2 9、3 0 分別設有偵測減壓處理時（減壓排氣時）之排氣壓力的壓 力感測器2 6及監測用及控制用之壓力感測器2 7。壓力 感測器2 6係例如在0至1 . 3 3 K P a之範圍內可偵測 。壓力感測器2 7係例如在0至1 . 3 3 K P a之範圍內 可偵測。作爲此等壓力感測器2 6、2 7，可使用絕對壓 型者。又在上述排氣管1 1經由空氣壓控制式之閥3 2設 有排氣壓力成爲常壓時及成爲陽壓時導入開關之壓力開關 (常壓復歸開關）3 1。 在上述常壓排氣系統12之凝結器13與組合閥 1 8 A之間，經由空氣壓控制式之閥3 3設有偵測常壓處 理時（常壓排氣時）之排氣壓力的壓力感測器1 7。該閥 -12· 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 473791 A7 _B7_ 五、發明説明（10 ) 3 3係常壓處理時打開，而減壓處理時關閉，以防止壓力 感測器1 7之損壞。作爲上述壓力感測器1 7，使用與上 述實施形態同樣之差壓型或絕對壓型者。在上述常壓排氣 系統1 2，連接有旁通組合閥1 8A及球閥2 0之旁通管 3 4。在該旁通管3 4設有平常時關閉之旁通閥3 5及止 回閥3 6。此等旁通閥3 5及止回閥3 6係緊急時，例如 減壓處理中忽然成爲陽壓時或停電時，可成爲打開之狀態 〇 分別設於上述常壓排氣系統12及減壓排氣系統21 之組合閥1 8A、 1 8B，係依據上述壓力感測器1 7、 26、 27之偵測壓力，成爲可藉由共通之控制部37施 以控制。具體而言，控制部3 7係在常壓處理時將常壓排 氣系統1 2之組合閥1 8 A作爲打開狀態，而依據常壓處 理時用之壓力感測器1 7之偵測壓力控制該狀態，同時在 減壓處理時將減壓排氣系統2 1之組合閥1 8 B作爲打開 狀態，而依據減壓處理時用之壓力感測器2 6或 2 7之偵測壓力控制該狀態。亦即，可成爲二系統之控制 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以上構成所形成之氧化處理裝置，係作成可高減壓排 氣之緊洩漏之構造。例如在處理爐1之排氣系統之各連接 部設有封閉手段之例如0型環。又，熱處理裝置係藉輸入 有事先所期望的熱處理方法之程式方法的控制裝置（省略 圖示），使燃燒裝置8,加熱器6,組合閥18A、 1 8 B之控制部3 7等被控制，構成能自動地實施所期望 -13 - (請先閱讀背面-之注意事項再填寫) 4 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 473791 A7 __B7_ 五、發明説明（11 ) 之熱處理方法。又，空氣壓控制式之閥3 8係設在此排浅 管14之閘15更上游處。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫 』 以下，說明上述氧化處理裝置之作用（熱處理方法） 。首先，處理爐1內係朝大氣被開放，且藉加熱器6被加 熱控制在例如3 0 0 °C之所定溫度。保持多數枚半導體晶 圓W之晶舟4被裝進此種處理爐1內，之後以蓋體3密閉 處理爐1之爐口。然後，處理爐1內藉依減壓排氣系統 2 1之真空吸引被減壓。該減壓或是真空吸引係包含循環 淸除工程較理想。在上述裝載及循環淸除時，在處理爐1 內供給例如N 2之惰性氣體，避免自然氧化膜形成在半導體 晶圓W之表面。另一方面，若N2爲1 〇 〇%時，半導體晶 圓W之表面會氮化，被氮化之表面係在其後之氧化工程不 容易被氧化。如此，在上述裝載及循環淸除時，供應例如 約1 %之少量Ό 2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述循環淸除係藉一面真空吸引處理爐1內一面交互 地重複例如N 2之惰性氣體之供給與停止所進行。此時，排 氣系統藉組合閥1 8 B被切換成減壓排氣系統2 0，且在 真空泵2 2之動作狀態藉壓力感測器2 6偵測壓力（管 1 1內之壓力=爐1內之壓力）下，藉控制組合閥1 8B ，處理爐1內被減壓排氣成例如- 1 P a所定壓力。在該 減壓排氣狀態下，被控制成所定流量之例如N 2之惰性氣體 ，藉重複惰性氣體供給閥（未圖示）之開閉，間歇地被供 應。由此，進行循環淸除，則處理爐1內迅速地被減壓， 而以惰性氣體可充分地被置換。亦即，藉由該循環淸除， -14- 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 473791 A7 ___B7 五、發明説明（12 ) 可進行急速之減壓（縮短到達真空時間）及置換。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫j 之後，在上述減壓排氣狀態，經由控制加熱器6，使 處理爐1內昇溫至例如8 5 0 °C之所定處理溫度。排氣系 統係藉經由組合閥1 8A被切換成常壓排氣系統1 2，處 理爐1內對於例如大氣壓被控制成約- 5 0 P a至 一 1 0 0 P a之微差壓。在該狀態下恢復（安定B之溫度 的工程）後，進行例如HC 1氧化之所期望之熱處理。該 熱處理係將氧氣0 2與氫氣H2供給於燃燒裝置8進行燃燒 。藉將發生在燃燒裝置8之水蒸汽與氯化氫氣體HC 1及 例如N 2之惰性氣體一起供給於處理爐內。而在微減壓狀態 下進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 結果熱處理工程之後，將排氣系統自動切換成減壓排 氣系統21 ，藉真空吸引再減壓處理爐1內。然後，經由 控制加熱器6，處理爐1內之溫度被降低至例如約3 0 0 °C之所定溫度。與此並行，處理爐1內恢復成常壓，從處 理爐1內卸載（搬出）晶舟4，進行冷却（冷却至可搬送 半導體晶圓之溫度）。結束上述熱處理工程後之再減壓或 真空吸引，也包含循環淸除工程較理想。 如此地，在事先加熱成所定溫度之處理爐1內收容半 導體晶圓W，將處理爐1內昇溫至所定處理溫度，供給處 理氣體之水蒸汽而在熱處理半導體晶圓W時。由於在減壓 下進行上述昇溫工程，因此在排除氧化種之狀態可將半導 體晶圓W昇溫至所定處理溫度。如此，可抑制在昇溫工程 形成自然氧化膜，而可形成品質優異之極薄氧化膜。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）· 15 - 473791 A7 B7 五、發明説明（13 ) 又，不僅在所期望之熱處理工程前，還有在工程後， 由於處理爐1內藉真空吸引被減壓，因此可充分地排除在 所期望之熱處理工程以外之多餘的氧化種而可充分地抑制 自然氧化膜之形成。如此，可形成膜質及膜厚均勻且品質 優異之極薄氧化膜。例如可形成膜厚約2 nm之S i〇2膜 〇 又，減壓或真空吸引上述處理爐1之工程，包含所謂 循環淸除時，可成爲迅速之減壓與置換，可提高生產量β 又，上述熱處理裝置係具備：在處理爐1內供給水蒸 汽之水蒸汽供給機構的燃燒裝置8，及在熱處理之工程中 以微差壓至微減壓施以排氣處理爐1內的常壓排氣系統 1 2，及在熱處理工程之前後，可真空吸引處理爐1內的 減壓排氣系統2 1 ;由於藉組合閥1 8 A、 1 8 B進行上 述常壓排氣系統1 2與處理排氣系統2 1之切換，因此可 確實且容易地實施上述熱處理方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填t 此時，上述燃燒裝置8係構成以微少流量可供給水蒸 汽。因此，藉充分地取得膜形成時間，可形成品質更優異 之極薄氧化膜。又，由玲上述組合閥18A、 18B係具 備開閉功能與調節壓力功能，因此可減少閥數，可簡化常 壓排氣系統1 2及減壓排氣系統2 1之構成，可得到減低 成本。 又，作爲氧化處理方法，所期望之氧化處理工程之後 。在處理爐1內被減壓控制成例如約1 3 3 h P a之所定 壓力之狀態，供給一氧化氮氣體NO或一氧化二氮氣體 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 「16 : 473791 A7 __B7_ 五、發明説明（14 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫頁) N2〇進行擴散處理也可以。在該擴散處理工程之前後，藉 真空吸引減壓處理爐1內，較理想。又，該減壓或真空吸 引係包含循環淸除工程較理想。如此地，在濕氧化後藉循 環淸除充分地除去處理爐內之水分之後才供給一氧化氮氣 體NO或一氧化二氮氣體N2〇時，可充分地抑制強腐蝕性 之硝酸HN〇3之發生。又，可形成高絕緣性之s i ON膜 ，可容易地得到對於高信賴性膜質之改善。 如此地，可減壓處理之氧化處理裝置，係在收容半導 體晶圓W之處理爐1內供給處理氣體，以所定處理溫度熱 處理半導體晶圓W所用之裝置，具備：以所定排氣壓力排 氣上述處理爐1內所用之常壓排氣系統1 2，及以比常壓 排氣系統1 2較低壓力減壓排氣上述處理爐1內所用之減 壓排氣系統2 1，及分別設於常壓排氣系統1 2及減壓排 氣系統2 1.之可調節開閉及調節壓力的組合閥1 8 A、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 8 B，及偵測上述排氣壓力之差壓型或絕對壓型壓力感 測器1 7、2 6、2 7，及依據該壓力感測器1 7、26 、2 7之偵測壓力控制上述組合閥1 8 A、1 8 B的控制 部3 5。如此，不需要導入大氣或導入惰性氣體，可成爲 安定之控制。又，成爲不使用切換閥，排氣系統之構成被 簡化，可避免例如N2之惰性氣體的運轉費，可減低整體裝 置之成本。 尤其是，作爲常壓排氣系統1 2之壓力感測器1 7使 用絕對壓型壓力感測器，不會受到依氣象條件之大氣壓變 動，成爲可控制大氣壓附近之安定之絕對壓。由此，任何 •17· 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 473791 Α7 Β7 五、發明説明（15 ) 時候均可形成均勻膜厚之氧化膜。 (請先閲讀背面.之注意事項再填寫本頁) 第3圖係表示本發明之第三實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。本實施形態之氧化處理裝置（熱處理裝置 )係與第一實施形態同樣，構成作爲常壓型。在本實施形 態中，與第1圖之實施形態相同部分係賦予相同記號而省 略說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施形態之氧化處理裝置，係爲了排洩排氣中之水 蒸汽凝結所產生之排洩水，在反應管2之排氣管部1 0經 由例如石英製排氣管11，連接有例如PTFE製導管 4 0。在該導管4 0，經由從該導管朝上方豎起之水冷式 凝結用配管4 1 ，連接有常壓排氣系統1 2。該常壓排氣 系統1 2係連接於工廠排氣系統之排氣導管。工廠排氣系 統1 2係連接於工廠排氣系統之排氣導管。工廠排氣系統 之排氣壓力係例如與大氣壓之差壓作爲約- 1 0 0 0 P a 〔一 7 · 5 丁 or I*〕之微減壓，在常壓排氣系統12， 除了上述工廠排氣系統之外，經由切換閥連接有例如將差 壓可減壓約一數千P a 〔一數十T 〇 r r〕之輔助排氣系 統也可以。 上述導管4 0連接有朝下方延伸之排洩管4 2。在該 排洩管4 2依次地設有空氣壓控制式之閥4 3 ’閘4 4及 手動式之閥4 5。又在導管4 0設有以與大氣壓之差壓偵 測常壓排氣系統12之排氣壓力之差壓計的差壓型壓力感 測器4 6。作爲該差壓型壓力感測器4 6，使用在例如大 氣壓土6650Pa 〔大氣壓±50Torr〕之範圍可 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）-18 473791 A7 ____B7 _ 五、發明説明（16 ) 偵測者。 (請先閲讀背面之注意事項再填 在上述常壓排氣系統1 2，設有可調節開閉及調節壓 力之組合閥1 8。又在常壓排氣系統1 2，連接有旁通組 合閥1 8之旁通管4 7。在旁通管4 7設有平常關閥之旁 通閥4 8。旁通閥4 8係組合閥在例如停電時等自動地關 閥時，成爲能排氣被導入在反應管2內之例如氮氣之惰性 氣體地而開閥。又，本實施形態之氧化處理裝置係藉在導 入氣體系統及排氣系統之配管連接部或是處理爐之蓋體密 閉部藉使用例如0形環之氣密材，作成洩漏緊之氣密構造 。如此，不僅可進行大氣壓附近之常壓處理，而在減壓處 理或陽壓處理，也成爲在無洩漏下進行。 又，本實施形態之氧化處理裝置係具備：以絕對壓偵 測大氣壓之絕對壓計的絕對壓力感測器4 9 ，及依據上述 差壓型壓力感測器.4 6之偵測壓力使常壓排氣系統1 2成 爲設定差壓（設定壓力）地控制上述組合閥1 8，同時依 據上述絕對壓型壓力感測器4 9之偵測壓力修正上述設定 差壓的控制部5 0。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲絕對壓型壓力感測器4 9係使用例如在0至 1330hPa 〔0至lOOOTorr〕之範圍內可偵 測之一般者。又作爲絕對壓型壓力感測器4 9係例如在 800至1 lOOhPa之範圍內可偵測者也可以。 例如，上述氧化處理裝置之設置場所的平均大氣壓爲 1013.25hPa(760Torr)，處理壓力（ 設定壓力）爲 1013.25hPa (760Torr) 本纸張尺度適用中國國家榣準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-19 - 473791 A7 B7 五、發明説明（17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，亦即設定差壓爲OPa 〔OTorr〕時，若無大氣壓 之變動，依據差壓型壓力感測器4 6之偵測壓力使常壓排 氣系統1 2之排氣壓力成爲設定差壓〇 P a地，藉由控制 部5 0控制組合閥5 0。 但是，藉氣候變動，例如低氣壓接近使大氣壓變成 997 · 5hPa 〔75〇Tor r〕時，在只有差壓型 壓力感測器4 6之控制，由於設定差壓爲0 P a [0 T 〇 r r ]，因此，常壓排氣系統12之排氣壓力係 被控制成997.5hPa 〔750Torr〕。此時， 形成在半導體晶圓表面的氧化膜之膜厚會變化。 如此，藉絕對壓型壓力感測器4 9偵測此時大氣壓 997.5hPaC750Torr]，將該偵測信號輸 入控制部50，將設定差壓從OPa 〔OTorr〕修正 成 + 1 5 · 7. 5 h P a 〔 + 1 1 · 8 4 丁 〇 r r〕。由此 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，常壓排氣系統12之排氣壓力可控制成1013 · 25 hPa (760Torr)。亦即，藉將設定時之設定差 壓（設定壓力-設定時之大氣壓），修正成現時機之差壓 (設定壓力-現機之大氣壓）。不管氣候之變動亦即大氣 壓之變動，也可將常壓排氣系統1 2之排氣壓力亦即處理 爐1內之處理壓力經常地保持一定。由此，可將氧化膜之 膜壓成爲一定（均勻）。 上述氧化處理裝置係在收容半導體晶圓W之處理爐1 內供給處理氣體，以所定處理溫度氧化處理（熱處理）半 導體晶圓W所用之裝置，具備：以所定排氣壓力排氣上述 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 473791 A 7 B7 五、發明説明（18 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 處理爐1內所用之常壓排氣系統1 2，及設於該常壓排氣 系統1 2之可調節開閉及調節壓力的組合閥1 8，及以比 大氣壓之差壓偵測上述排氣壓力之差壓型壓力感測器4 6 ，及以絕對壓偵測大氣壓之絕對壓型壓力感測器4 9，及 依據上述差壓型壓力感測器4 6之偵測壓力控制上述組合 閥1 8使常壓排氣系統1 2成爲設定差壓，同時依據上述 絕對壓型壓力感測器4 9之偵測壓力修正上述設定差壓的 控制部5 0。如此，藉將經常地監測大氣壓之絕對壓型壓 力感測器4 9之信號輸入控制部5 0，並隨著大氣變勤來 調整設定壓力（差壓），經常以一定壓力可進行處理。由 此，雖爲差壓控制，也不會受到大氣壓（氣候）之變動， 成爲可進行安定之控制，任何時候均可形成均勻膜厚之氧 化膜。又，與以往之常壓型熱處理裝置不相同，不需要導 入大氣或導入惰性氣體。成爲可進行安定之控制。又，排 氣系統之構造被簡化，可避免例如N 2之惰性氣體之運轉費 ，可得到減低整體裝置之成本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以上，藉圖式詳述本發明之實施形態，本發明係並不 被限定於上述實施形態者，可進行不超越本發明之要旨之 範圍內之各種設計變更等。例如，在上述實施形態中，作 爲處理爐例示縱型爐，惟橫型爐也可以。又，例示整批式 處理爐，惟枚葉式處理爐也可以。 作爲被處理體，除了半導體晶圓以下，例如L C D基 板或玻璃基板等也可以。 作爲水蒸汽供給手段，並不被限定於燃燒式，例如氣 本纸張尺度適用中國國家揲準（CNS ) A4规格（210X297公釐） · 21 - 473791 A7 ___B7_ 五、發明説明（19 ) 化器式，觸媒式，沸騰式等也可以。 又，在上述實施形態中，表示將本發明適用在氧化處 理裝置之情形，惟本發明係除了氧化處理裝置以外，也可 適用在例如擴散處理裝置，CVD處理裝置，退火處理裝 置等。 (圖式之簡單說明） 第1圖係表示本發明之第一實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。 第2圖係表示本發明之第二實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。 第3圖係表示本發明之第三實施形態的氧化處理裝置 之構成的圖式。 (記號之說明） (請先閲讀背面之注意事項再填」 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 3 蓋體 4 晶舟 5 保溫同 6 加熱器 7 氣體導入管部 8 燃燒裝置 9 惰性氣體供給部 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）-22 - 473791 A7 B7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 6 止回閥 3 7，5 0 控制部 4 0 導 管 4 1 凝 結用 配管 4 5 手 動式 閥 4 6 差 壓型 壓力 感 測 器 4 9 絕 對壓 型壓 力 感 測器 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -23 ·
Claims (1)
- A8B8C8D8 473791 六、申請專利範圍 1 ·-種熱處理裝置，其特徵爲具備： 處理爐，及 在上述處理爐內供給處理氣體的氣體供給機構，及 將上述處理爐內成爲所定之處理溫度的加熱機構，及 將上述處理爐內以大氣壓附近之所定排氣壓力施以排 氣所用的常壓排氣系統，及 設於上述常壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 閥，及 偵測上述常壓排氣系統之排氣壓力的壓力感測器，及 依據上述壓力感測器之偵測壓力控制上述閥的控制部 2 ·如申請專利範圍第1項所述之熱處理裝置，其中 ，壓力感測器係差壓型。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之熱處理裝置，其中 ，壓力感測器係絕對壓型。 4 · 一種熱處理裝置，其特徵爲具備： 處理爐，及 在上述處理爐內供給處理氣體的氣體供給機構，及 將上述處理爐內成爲所定之處理溫度的加熱機構，及 將上述處理爐內以大氣壓附近之所定排氣壓力施以排 氣所用的常壓排氣系統，及 設於上述常壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 第一閥，及 偵測上述常壓排氣系統之排氣壓力的第一壓力感測器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇〉 -24- 請 先 闓 讀 背 注 I 虚 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 473791 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Αβ Β8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 ，及 將上述處理爐內以比大氣壓低之所定排氣壓力施以排 氣所用的減壓排氣系統，及 設於上述減壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 第二閥，及 偵測上述減壓排氣系統之排氣壓力的第二壓力感測器 ，及 依據上述第一壓力感測器之偵測壓力控制上述第一閥 ，同時依據上述第二壓力感測器之偵測壓力控制上述第二 閥的控制部。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之熱處理裝置，其中 ，第一壓力感測器係差壓型。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之熱處理裝置，其中 ，第一壓力感測器係.絕對壓型。 7 .如申請專利範圍第4項所述之熱處理裝置，其中 ，第二壓力感測器係差壓型。 8 ·如申請專利範圍第4項所述之熱處理裝置，其中 ，第二壓力感測器係絕對壓型。 9 · 一種熱處理裝置，其特徵爲具備： 處理爐，及 在上述處理爐內供給處理氣體的氣體供給機構，及 將上述處理爐內成爲所定之處理溫度的加熱機構，及 將上述處理爐內以大氣壓附近之所定排氣壓力施以排 氣所用的常壓排氣系統，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇）-25- # (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 473791 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 設於上述常壓排氣系統之可調節開閉及可調節壓力的 閥，及 以絕對壓偵測大氣壓的絕對壓型壓力感測器，及 藉由與大氣壓之差壓偵測上述常壓排氣系統之排氣壓 力的差壓型壓力感測器，及 依據上述差壓型壓力感測器之偵測壓力控制上述閥使 上述常壓排氣系統之排氣系統之排氣壓力成爲設定差壓， 同時依據上述絕緣壓型壓力感測器之偵測壓力修正上述設 定差壓的控制部。 <請先閱讀背軋之注意事項再填 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱）-26-
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