(57)【要約】【課題】  酸化対象物を酸化する技術を提供する。【解決手段】  酸化装置１０は、酸化対象物である半導体ウエハ２０と純水５２を収容可能な密閉容器３０と、密閉容器３０内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置５０を備えている。密閉容器３０は、断熱性に優れた保温容器３２と耐圧性に優れた圧力容器４２を備えている。保温容器３２は、マイクロ波を透過する素材で形成されており、内部に半導体ウエハ２０と純水５２を収容する収容部４０が形成されている。この酸化装置１０では、半導体ウエハ２０を酸化する際に、収容部４０を密閉し、収容部４０にマイクロ波を照射する。これによって、収容部４０に収容された純水５２が蒸発し、収容部４０内の圧力とともに、温度が上昇する。この酸化装置１０では、収容部４０内の温度が上昇することで、半導体ウエハ２０が加熱され、半導体ウエハ２０を加熱する専用の加熱装置を必要としない。【選択図】図１
2010141160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化対象物を酸化させるための酸化装置であって、
酸化対象物と水を収容可能な密閉容器と、
密閉容器内にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置と、
を備える酸化装置。
【請求項２】
密閉容器の内部圧力と内部温度の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づいて、密閉容器の内部圧力を調節する圧力調節手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の酸化装置。
【請求項３】
圧力調節手段は、密閉容器に設けられた排気弁と、排気弁の開度を調節する開度調節手段を有することを特徴とする請求項２に記載の酸化装置。
【請求項４】
マイクロ波照射装置は、前記検出手段の検出値に基づいて、その出力を調節することを特徴とする請求項２または３に記載の酸化装置。
【請求項５】
酸化対象物を酸化させるための酸化方法であって、
酸化対象物と水を密閉容器に収容する工程と、
密閉容器内にマイクロ波を照射する工程と、
を備える酸化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化対象物を酸化させる技術に関する。特に水蒸気雰囲気で酸化対象物を酸化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、酸化対象物である半導体ウエハを酸化させる技術が開示されている。この技術では、半導体ウエハを加熱炉内に収容し、ヒータを用いて半導体ウエハを加熱するとともに、水蒸気発生装置を用いて加熱炉内に水蒸気を供給する。一般に、半導体ウエハ等の酸化対象物は、水蒸気を比較的に高濃度に含む雰囲気下において、酸化速度が上昇する。特許文献１の技術は、この原理を利用することで、半導体ウエハの酸化を促進させている。
また、特許文献１の技術では、半導体ウエハが収容される加熱炉に、圧抜き用の開口部が形成されている。水蒸気は、加熱炉外の水蒸気発生装置によって供給され、加熱炉内に供給された水蒸気は、加熱炉内を通過して開口部から排出されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術を用いて酸化対象物を酸化する場合、酸化対象物を加熱するヒータと、酸化対象物に水蒸気を供給する水蒸気発生装置の双方を用いる必要があり、装置の構造が複雑化してしまう。このような複雑な構造の装置を用いずに、水蒸気雰囲気で酸化対象物を酸化することができる技術が必要とされている。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、単純な構造の装置を用いて、水蒸気雰囲気で酸化対象物を酸化することができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、酸化対象物を酸化させるための酸化装置に具現化される。この酸化装置は、密閉容器と、マイクロ波照射装置を備えている。密閉容器は、酸化対象物と水を収容可能に構成されている。マイクロ波照射装置は、密閉容器内にマイクロ波を照射する。
【０００６】
本発明の酸化装置では、酸化対象物を酸化する際に、まず密閉容器内に酸化対象物と水を収容し、密閉容器を密閉する。次に、マイクロ波照射装置から、密閉容器内にマイクロ波を照射する。これによって、密閉容器内に収容されている水が加熱されて蒸発する。密閉容器内で水蒸気が発生すると、密閉容器内の圧力が上昇する。密閉容器内の圧力が上昇すると、水の沸点が上昇し、発生する水蒸気の温度が上昇する。水蒸気の発生に伴って、密閉容器内の温度と圧力が連動して上昇する。この結果、密閉容器内の温度が、目標とする酸化物対象物の加熱温度を超え、酸化対象物も目標とする加熱温度まで昇温する。密閉容器内は水蒸気で満たされているため、水蒸気雰囲気で酸化対象物が酸化される。
【０００７】
この酸化装置では、酸化対象物を加熱する際に、密閉容器の内部に水蒸気を発生させることによって、密閉容器内の雰囲気を加熱し、加熱した雰囲気によって酸化対象物を加熱する。酸化対象物を直接的に加熱するヒータを必要としない。これによって、酸化装置の構成を単純化することができる。
【０００８】
この酸化装置では、酸化対象物を密閉容器内で酸化する。密閉容器内では、内蔵する気体量を増加させることで、温度と圧力を連動して上昇させることができる。つまり、密閉容器内で水蒸気を発生させることで、酸化対象物が収容された密閉容器内を高温・高圧状態とすることができる。酸化対象物が高圧環境で酸化されることで、常圧環境で酸化される場合に比べて、酸化速度を上昇させることができる。これにより、酸化対象物を短時間で酸化することができる。
【０００９】
この酸化装置では、密閉容器内で酸化することによって、酸化対象物を均一に加熱することができる。酸化対象物を均一に加熱することで、酸化対象物を均一に酸化することができる。
密閉容器内で酸化対象物を加熱する場合、開口部を備えた加熱炉内に水蒸気を供給する従来技術に比べて、密閉容器内の温度分布を均一に維持することができる。これにより、酸化対象物を均一に加熱することができ、酸化対象物を均一に酸化することができる。
【００１０】
本発明に係る酸化装置は、密閉容器の内部圧力と内部温度の少なくとも一方を検出する検出手段と、その検出手段の検出値に基づいて密閉容器の内部圧力を調節する圧力調節手段をさらに備えていることが好ましい。
密閉容器内の圧力と温度は、水の蒸気圧曲線に従って、互いに連動する。即ち、密閉容器内の圧力が高いほど密閉容器内の温度は高く、密閉容器内の圧力が低いいほど密閉容器内の温度も低くなる。そのことから、例えば密閉容器内の圧力を監視し、密閉容器内の圧力を増減調節すれば、密閉容器内の温度を目標とする値に調節することができる。あるいは、密閉容器内の温度を監視し、密閉容器内の圧力を増減調節しても、密閉容器内の温度を目標とする値に調節することができる。この手法によると、例えばマイクロ波照射装置の出力のみを調節する場合よりも、密閉容器内の温度調節を精度よく行うことができる。
【００１１】
圧力調節手段は、密閉容器に設けられた排気弁と、排気弁の開度を調節する開度調節手段を有することが好ましい。ここで、排気弁の開度を調節するとは、例えば排気弁の開口面積を増減させてもよいし、排気弁を断続的に開放させ、その開放時間を増減させてもよい。
密閉容器内の圧力（温度）が酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）を超えて加圧（加熱）された場合、密閉容器内の圧力（温度）を低下させる必要がある。この酸化装置では、上記の場合に、圧力調整手段が開度調節手段を用いて排気弁の開度を上げる。これにより、密閉容器内の圧力が低下し、密閉容器内の圧力（温度）を酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）にまで低下させることができる。
一方、密閉容器内の圧力（温度）が酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）に比べて低すぎる場合には、排気弁の開度を下げる（閉じる）ことによって、密閉容器内の圧力（温度）を酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）にまで上昇させることができる。
【００１２】
マイクロ波照射装置は、検出手段の検出値に基づいて、その出力を調節することが好ましい。
密閉容器内の圧力（温度）が酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）にまで加圧（加熱）されていない場合、密閉容器内の圧力（温度）を上昇させる必要がある。
この酸化装置では、上記の場合に、マイクロ波照射装置がその出力を上昇させる。これにより、水蒸気の発生量が増大し、密閉容器内の圧力（温度）を酸化対象物の酸化に適した圧力（温度）にまで速やかに上昇させることができる。
【００１３】
本発明は、酸化対象物を酸化させる方法にも具現化される。この酸化方法は、以下の２つの工程を少なくとも備えている。
（１）酸化対象物と水を収容した密閉容器を密閉する工程。
（２）密閉容器内にマイクロ波を照射する工程。
この方法によれば、酸化対象物を加熱装置で加熱することなく、水蒸気雰囲気で酸化対象物を酸化することができる。つまり、酸化装置の構成を単純にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、単純な構造の装置を用いて、水蒸気雰囲気で酸化対象物を酸化することができる。これにより、例えば酸化対象物が半導体ウエハである場合、単純な構造の装置を用いて、半導体ウエハに良質な酸化膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に説明する実施例の主要な特徴を最初に整理する。
（特徴１）  密閉容器は、気密性、及び耐圧性を有している。
（特徴２）  密閉容器は、例えば石英やアルミナのように、マイクロ波を透過し、かつ断熱性の高い材料で形成されている。
（特徴３）  密閉容器に収容される水は、高純度精製水（純水）である。
（特徴４）  圧力調整装置は、コンピュータを備えている。コンピュータのハードウエアやソフトウエアによって、密閉容器の収容部の圧力を調整する各処理を実行する構成が実現されている。
（特徴５）  マイクロ波照射装置は、コンピュータを備えている。コンピュータのハードウエアやソフトウエアによって、密閉容器の収容部の温度を調整する各処理を実行する構成が実現されている。
【実施例】
【００１６】
（第１実施例）
本発明を実施例について図面を参照しながら説明する。図１に、第１実施例の酸化装置１０の構成を示す模式図を示す。酸化装置１０は、半導体ウエハ２０を酸化する装置である。後述するように、酸化装置１０では、半導体ウエハ２０の表面２０ａと裏面２０ｂの両面を同時に酸化する。そのため、半導体ウエハ２０の表面２０ａの張力と裏面２０ｂの張力が等しい状態が維持され、半導体ウエハ２０の酸化によって半導体ウエハ２０が反ることが抑制される。
【００１７】
図１に示すように、酸化装置１０は、主に、密閉容器３０とマイクロ波照射装置５０を備えている。
密閉容器３０は、半導体ウエハ２０を収容する容器であり、断熱性に優れた保温容器３２と耐圧性に優れた圧力容器４２を備えている。圧力容器４２は、保温容器３２を取り囲むように形成されている。圧力容器４２と保温容器３２の境界部の一部に、マイクロ波照射装置５０が配置されている。
【００１８】
保温容器３２は、本体部３４と保温蓋３６によって構成されている。保温容器３２は、石英で形成されている。石英は、マイクロ波を透過し、かつ断熱性に優れた特性を有している。なお、保温容器３２は、石英に限られず、例えばアルミナで形成することもできる。本体部３４の内部には、半導体ウエハ２０を収容するための収容部４０が形成されている。収容部４０には、半導体ウエハ２０を支える支持台４８が形成されている。支持台４８は、半導体ウエハ２０の裏面２０ｂの一部に当接し、裏面２０ｂと保温容器３２との間に隙間を形成している。それにより、半導体ウエハ２０の表面２０ａと裏面２０ｂの両面が酸化されるようになっている。
本体部３４には、収容部４０に半導体ウエハ２０を搬入するための導入部３８が形成されている。収容部４０は、導入部３８を通して本体部３４の外部に繋がっている。収容部４０を密閉する際には、保温蓋３６によって本体部３４の導入部３８を塞ぐ。これによって、保温容器３２により断熱性が高く維持された収容部４０が形成される。
【００１９】
収容部４０はまた、純水５２を収容するための容器として機能する。半導体ウエハ２０を酸化する際には、それに先立って導入部３８から収容部４０へと純水５２が供給される。収容部４０の底部４０ａは貯水部として機能し、供給された純水５２が収容部４０の底部４０ａに蓄えられる。収容部４０に供給される純水５２の体積は、収容部４０の体積に比べて小さく、純水５２の深さは支持台４８の高さよりも低い。そのため、図１に示すように、収容部４０に半導体ウエハ２０と純水５２が供給された状態で、半導体ウエハ２０が純水５２の水面よりも上部に載置される。
【００２０】
マイクロ波照射装置５０は、保温容器３２に向けてマイクロ波を照射する装置であり、本体部３４の外周面３４ａに配置されている。マイクロ波照射装置５０から照射されたマイクロ波は、保温容器３２を透過して収容部４０へと照射される。マイクロ波照射装置５０から照射されるマイクロ波の波長は、純水５２の分子運動を活性化させるのに適した周波数に調整されている。そのため、収容部４０に純水５２を供給し、マイクロ波照射装置５０から収容部４０へとマイクロ波を照射すると、収容部４０において純水５２が加熱されて蒸発する。なお、収容部４０に半導体ウエハ２０を搬入し、マイクロ波照射装置５０から収容部４０へとマイクロ波を照射しても、半導体ウエハ２０は直接的には加熱されない。
【００２１】
圧力容器４２は、本体部４４と密閉蓋４６によって構成されている。圧力容器４２は、耐圧性に優れた素材で形成されている。本体部４４は、保温容器３２の本体部３４の外周面３４ａとマイクロ波照射装置５０を取り囲むように形成されている。本体部４４のうち、保温容器３２の本体部３４の導入部３８が形成された部位には、開口部４９が形成されている。保温容器３２の収容部４０を密閉する際には、保温蓋３６によって本体部３４の導入部３８を塞いだ後に、密閉蓋４６によって開口部４９を塞ぐ。これによって、保温容器３２内には、断熱性が高く維持されるとともに、圧力容器４２により耐圧性が高く維持された収容部４０が形成される。
【００２２】
密閉容器３０には、排気管７０と圧力センサ７２と排気弁７６がさらに設けられている。排気管７０は、概して管形状を有しており、その一端が収容部４０に開口しており、他端が密閉容器３０の外部に開口している。排気管７０を開閉する排気弁７６が、排気管７０に形成されている。排気弁７６の開度が上がる（開かれる）と、排気管７０を通して収容部４０と密閉容器３０の間で気体の移動が可能となる。その一方、排気弁７６の開度が下がると（閉じられる）と、排気管７０を通した気体の移動が禁止される。圧力センサ７２が、排気管７０のうちの排気弁７６よりも収容部４０側に配置されている。圧力センサ７２は、排気管７０内の圧力を測定する。排気弁７６が閉じられた場合、圧力センサ７２は、排気弁７６を通して接続される収容部４０の圧力を測定する。
【００２３】
圧力センサ７２と排気弁７６は開度調節装置７４を介して接続されている。開度調節装置７４は排気弁７６の開度を調整する。開度調節装置７４には、圧力基準値Ｖｒｅｆが記憶されており、圧力センサ７２が測定した圧力Ｖｉｎが圧力基準値Ｖｒｅｆよりも低い場合には、排気弁７６の開度を下げる（閉じる）。逆に、圧力Ｖｉｎが圧力基準値Ｖｒｅｆよりも高い場合には、排気弁７６の開度を上げる（開く）。
【００２４】
密閉容器３０には、温度センサ６２がさらに形成されている。温度センサ６２は、収容部４０の温度を測定する。温度センサ６２は、図示されていない配線によってマイクロ波照射装置５０に接続されている。マイクロ波照射装置５０には、温度基準値Ｔｒｅｆが記憶されている。マイクロ波照射装置５０は、温度センサ６２が測定した温度Ｔｉｎが温度基準値Ｔｒｅｆよりも低い場合には、照射するマイクロ波の出力強度を強め、温度Ｔｉｎが温度基準値Ｔｒｅｆよりも高い場合には、照射するマイクロ波の出力強度を弱める強める出力調整機能をさらに備えている。
【００２５】
以下、酸化装置１０による半導体ウエハ２０の酸化動作を説明する。
図１に示すように、酸化装置１０では半導体ウエハ２０を酸化するに先立って、収容部４０の底部４０ａに純水５２を供給し、収容部４０の支持台４８に半導体ウエハ２０を載置する。純水５２と半導体ウエハ２０の供給後、保温蓋３６によって本体部３４の導入部３８を塞ぎ、密閉蓋４６によって本体部４４の開口部４９を塞ぐ。排気弁７６は、半導体ウエハ２０の酸化に先立って閉じられる。これにより、半導体ウエハ２０と純水５２が供給された状態で収容部４０が密閉される。
【００２６】
次に、マイクロ波照射装置５０から収容部４０へとマイクロ波を照射する。これにより、収容部４０内の純水５２の分子運動が盛んになり、純水５２が蒸発する。純水５２が蒸発すると、収容部４０内の気体量が増加する。密閉された収容部４０内で気体量が増加すると、収容部４０内の圧力が増加する。図２は、水（純水）の状態図を示している。図２の蒸気圧曲線Ａで示されるように、収容部４０内の圧力が増加すると、純水の沸点が上昇し、発生する水蒸気の温度が上昇する。その結果、収容部４０内の温度が上昇する。収容部４０内の温度が半導体ウエハ２０の酸化温度に達した場合に、半導体ウエハ２０が水蒸気雰囲気中で酸化される。
【００２７】
本実施例の酸化装置１０では、半導体ウエハ２０を酸化する際に、マイクロ波照射装置５０から収容部４０へとマイクロ波を照射し、収容部４０内の温度を上昇させることで半導体ウエハ２０を加熱する。マイクロ波照射装置５０から照射されるマイクロ波は、収容部４０内の純水を加熱し、半導体ウエハ２０そのものを加熱しない。本実施例によれば、収容部４０に水蒸気を発生させるマイクロ波照射装置５０を用いて収容部４０内の温度を上昇させ、それによって半導体ウエハ２０を加熱する。半導体ウエハ２０を加熱する際に、半導体ウエハ２０を加熱する専用の加熱装置を必要としない。酸化装置１０を単純に構成することができる。
【００２８】
本実施例では、半導体ウエハ２０を酸化する際に、半導体ウエハ２０を収容している収容部４０を高温・高圧状態とする。そのため、常圧で酸化を行う従来技術に比べて、半導体ウエハ２０が酸化する酸化速度を上昇させることができる。これによって、半導体ウエハ２０の酸化に必要な時間を短縮することができる。
【００２９】
本実施例では、半導体ウエハ２０に形成される酸化膜を全面に亘って均質化することができる。
加熱装置を用いて半導体ウエハを加熱する場合、加熱装置から出力される熱量の出力強度を加熱装置の全面によって均一にすることが難しいため、半導体ウエハの位置によって半導体ウエハが受ける熱履歴が相違してしまう。また、加熱装置を用いて半導体ウエハが収容されている収納容器の雰囲気を加熱する従来技術においても、収納容器に開口部が形成されている場合、収納容器内に温度勾配が形成されてしまい、半導体ウエハの位置によって半導体ウエハが受ける熱履歴が相違してしまう。半導体ウエハ２０が受けた熱履歴は、半導体ウエハ２０に形成される酸化膜の特性値（厚みや耐圧）に少なからず影響を与える。そのため、これによって、半導体ウエハが受ける熱履歴が相違した場合、半導体ウエハ２０から製造する半導体装置の製造品質を均一にすることができない。
【００３０】
本実施例では、加熱装置を用いて半導体ウエハ２０を加熱しない。また、半導体ウエハ２０を密閉した収容部４０内で加熱する。一般に、密閉された容器内では、圧力が均一に保たれ、それに伴って温度が均一に保たれる。そのため、半導体ウエハ２０が受ける熱履歴を半導体ウエハ２０の全面に亘って均一にすることができ、半導体ウエハ２０に形成される酸化膜を全面に亘って均質化することができる。
【００３１】
また、本実施例では、半導体ウエハ２０を酸化する時間を短縮することができる。図３に、従来技術の酸化処理時間（ａ）と、本実施例の酸化処理時間（ｂ）を対比して示す。ここでいう従来技術とは、半導体ウエハを加熱炉内に収容し、ヒータを用いて半導体ウエハを酸素含有雰囲気下で加熱したものである。図３において、Ｔ１は昇温時間を示し、Ｔ２は処理時間を示し、Ｔ３は降温時間を示す。
図３の（ａ）に示すように、従来技術では、半導体ウエハを加熱する場合に必要とされる温度が高いこともあって、比較的長い昇温時間Ｔ１が必要とされていた。処理時間Ｔ２においても、雰囲気圧力が通常圧力に設定されているため、比較的長い処理時間Ｔ２が必要とされていた。また、収容部は断熱性に優れた素材で形成されているため、比較的長い降温時間Ｔ３が必要とされていた。
【００３２】
本実施例では、圧力と温度を同時に上昇させる。圧力と温度を相乗的に上昇させることで、図３の（ｂ）に示すように、昇温時間Ｔ１を短縮することができる。また、処理時間Ｔ２では、収容部４０の内部が高温・高圧状態となる。収容部４０が高圧状態となることで、半導体ウエハ２０の酸化速度を上昇させることができ、処理時間Ｔ２を短縮することができる。また、収容部４０を降温する際には、圧力を下げることで圧力と温度を同時に下降させる。圧力と温度を相乗的に下降させることで、降温時間Ｔ３を短縮することができる。これによって、半導体ウエハ２０を短時間で酸化することができる。
【００３３】
酸化装置１０では、収容部４０内で水蒸気が過剰に発生した場合、収容部４０内の圧力と温度が半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力や温度以上に上昇してしまう。
本実施例では、圧力センサ７２が収容部４０内の圧力Ｖｉｎを検出し、開度調節装置７４が記憶している圧力基準値Ｖｒｅｆと比較する。そして、圧力Ｖｉｎが圧力基準値Ｖｒｅｆよりも高い場合には、開度調節装置７４を用いて排気弁７６の開度を大きくする（開く）。これにより、収容部４０内の圧力と温度が下降し、収容部４０内の圧力と温度を半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力と温度に調節することができる。逆に、収容部４０内の圧力Ｖｉｎが圧力基準値Ｖｒｅｆよりも低い場合は、開度調節装置７４が排気弁７６の開度を小さくする（閉じる）ことにより、収容部４０内の圧力Ｖｉｎ及び温度を上昇させることができる。
【００３４】
酸化装置１０では、収容部４０内で発生した水蒸気が不足した場合、収容部４０内の圧力と温度が半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力や温度に達しない。
本実施例では、収容部４０内の温度が半導体ウエハ２０の酸化に適した温度に達していない場合に、温度センサ６２が収容部４０内の温度Ｔｉｎを検出し、マイクロ波照射装置５０が記憶している温度基準値Ｔｒｅｆと比較する。そして、温度Ｔｉｎが温度基準値Ｔｒｅｆよりも低い場合には、照射するマイクロ波の出力強度を強める。これにより、収容部４０内の圧力と温度が上昇し、収容部４０内の圧力と温度を半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力や温度に速やかに調整することができる。
【００３５】
（第２実施例）
図５に、第２実施例の酸化装置１１０の構成の模式図を示す。第１実施例とは、密閉容器１３０が、第１密閉容器１８０と第２密閉容器１９０で形成されている点において異なる。第１密閉容器１８０と第２密閉容器１９０は、水蒸気導入部１８２によって接続されており、第１密閉容器１８０と第２密閉容器１９０は同時に密閉される。
第１密閉容器１８０は、半導体ウエハ２０を収容する容器であり、第１実施例の密閉容器３０に相当する。第１実施例の密閉容器３０との違いは、保温容器１３２と圧力容器１４２の境界部にマイクロ波照射装置が配置されていない点である。第１密閉容器１８０では、保温容器１３２の外部にマイクロ波照射装置５０が配置されないため、保温容器１３２が必ずしもマイクロ波を透過する素材で形成される必要がない。
第２密閉容器１９０は、純水５２を収容する容器であり、断熱性と耐圧製に優れた容器１９２を備えている。容器１９２の内部には、純水５２を収容するための第２収容部１９４が形成されている。第２収容部１９４の側面部には、マイクロ波照射装置１５０が配置されている。マイクロ波照射装置１５０から照射されたマイクロ波が第２収容部１９４に照射されると、第２収容部１９４に収容されていた純水５２の分子運動が活性化し、純水５２が蒸発する。第２密閉容器１９０で発生した水蒸気は、水蒸気導入部１８２を通って、第１密閉容器１８０の収容部１４０へと供給される。第１密閉容器１８０と第２密閉容器１９０は同時に密閉されている。そのため、密閉された収容部１４０と第２収容部１９４の内部で水蒸気量が増加すると、収容部１４０と第２収容部１９４の内部の温度と圧力が上昇する。収容部１４０と第２収容部１９４の内部の温度が半導体ウエハ２０の酸化温度に達した場合に、半導体ウエハ２０が水蒸気雰囲気中で酸化される。
【００３６】
本実施例の酸化装置１１０では、マイクロ波照射装置１５０から照射されたマイクロ波が、半導体ウエハ２０に直接照射されることが抑制される。これにより、マイクロ波の照射によって半導体ウエハ２０がダメージを受ける虞がない。
【００３７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本実施例の収容部４０ように、密閉された空間では、圧力と温度が相関して変化する。そのため、温度センサ６２が検出した温度によって、収容部４０の圧力を検出することができれば、圧力センサ７２が検出した圧力によって、収容部４０の温度を検出することもできる。つまり、温度センサ６２と圧力センサ７２の少なくとも一方を備えていれば、収容部４０の温度と圧力を検出することができる。
【００３８】
そのため、酸化装置１０は、温度センサ６２を備えていれば、圧力センサ７２を備えていなくてもよい。この場合、開度調節装置７４は温度センサ６２に接続される。開度調節装置７４は、第２温度基準値Ｔｒｅｆ２が記憶されており、温度センサ６２が測定した温度Ｔｉｎが第２温度基準値Ｔｒｅｆ２よりも低い場合には、排気弁７６の開度を下げる（閉じる）。逆に、温度Ｔｉｎが第２温度基準値Ｔｒｅｆ２よりも高い場合には、排気弁７６の開度を上げる（開く）。温度センサ６２を用いて収容部４０の圧力を調整し、収容部４０内の圧力と温度を半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力や温度に調整することができる。
【００３９】
あるいは、酸化装置１０は、圧力センサ７２を備えていれば、温度センサ６２を備えていなくてもよい。この場合、マイクロ波照射装置５０は圧力センサ７２に接続される。マイクロ波照射装置５０は、第２圧力基準値Ｖｒｅｆ２が記憶されており、圧力センサ７２が測定した圧力Ｖｉｎが第２圧力基準値Ｖｒｅｆ２よりも低い場合には、照射するマイクロ波の出力強度を強める。圧力センサ７２が測定した圧力Ｖｉｎが第２圧力基準値Ｖｒｅｆ２よりも高い場合には、照射するマイクロ波の出力強度を弱める。圧力センサ７２を用いて収容部４０の温度を調整し、収容部４０内の圧力と温度を半導体ウエハ２０の酸化に適した圧力や温度に調整することができる。
【００４０】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】酸化装置１０の模式図。
【図２】純水の状態図。
【図３】酸化処理プロファイルを示すグラフ。
【図４】酸化装置１１０の模式図。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１１０：酸化装置
２０：半導体ウエハ
３０、１３０：密閉容器
３２、１３２：保温容器
３４：本体部
３６：保温蓋
３８：導入部
４０、１４０：収容部
４２、１４２：圧力容器
４４：本体部
４６：密閉蓋
４８：支持台
４９：開口部
５０、１５０：マイクロ波照射装置
５２：純水
６２：温度センサ
７０：排気管
７２：圧力センサ
７４：開度調節装置
７６：排気弁
１８０：第１密閉容器
１８２：水蒸気導入部
１９０：第２密閉容器
１９２：容器
１９４：第２収容部
Ｔ１：昇温時間
Ｔ２：処理時間
Ｔ３：降温時間
Ｔｒｅｆ、Ｔｒｅｆ２：温度基準値
Ｖｒｅｆ、Ｖｒｅｆ２：圧力基準値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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