(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、前記処理炉内を常圧排気系よりも低い圧力で減圧排気する減圧排気系と、常圧排気系および減圧排気系のそれぞれに設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を検出する差圧型もしくは絶対圧型の圧力センサと、該圧力センサの検出圧力を基に前記コンビネーションバルブを制御する制御部とを備え、前記常圧排気系にはそのコンビネーションバルブをバイパスするバイパス管が接続され、このバイパス管には通常時は閉弁しており緊急時に開弁するバイパス弁が設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、該常圧排気系に設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を大気圧との差圧で検出する差圧型圧力センサと、大気圧を絶対圧で検出する絶対圧型圧力センサと、前記差圧型圧力センサの検出圧力を基に常圧排気系が設定差圧になるように前記コンビネーションバルブを制御すると共に前記絶対圧型圧力センサの検出圧力を基に前記設定差圧を補正する制御部とを備え、前記常圧排気系にはそのコンビネーションバルブをバイパスするバイパス管が接続され、このバイパス管には通常時は閉弁されており緊急時に開弁されるバイパス弁が設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、熱処理の一つとして被処理体である半導体ウエハの表面に酸化膜を形成する酸化処理工程があり、この酸化処理の一つの方法として、処理炉内において半導体ウエハを所定の処理温度で水蒸気と接触させて酸化（ウエット酸化）させる方法がある。このような処理を行うために、例えば特開昭６３−２１０５０１号公報等に示されているように、水素ガスと酸素ガスを反応（燃焼）させて水蒸気を発生させる燃焼装置を処理炉の外部に独立して設け、この燃焼装置により発生する水蒸気を処理炉に供給して熱処理を行うようにした酸化処理装置（熱処理装置）が知られている。
【０００３】
また、熱処理装置としては、常圧排気系を備えた常圧型のものと、常圧排気系および減圧排気系を備えた減圧処理可能型のものとがある。そして、従来の常圧型熱処理装置は、処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系にバラフライ弁方式もしくはステッピングモータとスプリングで弁開度を調整する方式の排気圧コントロール弁および差圧型の圧力センサを設けて排気圧力を制御するように構成されていた。一方、従来の減圧処理可能型熱処理装置は、処理炉の排気系を常圧排気系と減圧排気系に分岐し、分岐部に切換弁を設け、その常圧排気系に前記排気圧コントロール弁および圧力センサを設けて排気圧力を制御可能に構成する共に、減圧排気系にコンビネーションバルブおよび圧力センサを設けて減圧制御可能に構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記常圧型および減圧処理可能型の何れの熱処理装置においても、排気圧コントロール弁がバタフライ弁方式である場合、水蒸気が結露して弁と管の間に水膜ができ、制御が不安定になることがあった。これを回避するために、弁の前後に大気導入ポートを設ける必要があった。また、排気圧コントロール弁がステッピングモータとスプリングで弁開度を調整する方式である場合、弁の可変を円滑にし、制御性を安定させるために、弁に不活性ガス例えば窒素ガスＮ２を導入する必要があり、不活性ガスのランニングコストが必要であった。また、減圧処理可能型の熱処理装置においては、切換弁が必要であり、構造の複雑化を招いていた。
【０００５】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、大気導入や不活性ガス導入を必要とすることなく安定な制御が可能であると共に、排気系の構造が簡素化され、コストの低減が図れる熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、前記処理炉内を常圧排気系よりも低い圧力で減圧排気する減圧排気系と、常圧排気系および減圧排気系のそれぞれに設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を検出する差圧型もしくは絶対圧型の圧力センサと、該圧力センサの検出圧力を基に前記コンビネーションバルブを制御する制御部とを備え、前記常圧排気系にはそのコンビネーションバルブをバイパスするバイパス管が接続され、このバイパス管には通常時は閉弁しており緊急時に開弁するバイパス弁が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、該常圧排気系に設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を大気圧との差圧で検出する差圧型圧力センサと、大気圧を絶対圧で検出する絶対圧型圧力センサと、前記差圧型圧力センサの検出圧力を基に常圧排気系が設定差圧になるように前記コンビネーションバルブを制御すると共に前記絶対圧型圧力センサの検出圧力を基に前記設定差圧を補正する制御部とを備え、前記常圧排気系にはそのコンビネーションバルブをバイパスするバイパス管が接続され、このバイパス管には通常時は閉弁されており緊急時に開弁されるバイパス弁が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【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、本発明を酸化処理装置に適用した第１実施の形態の構成を示す図である。
【００１０】
本実施の形態の酸化処理装置（熱処理装置）は、減圧処理可能型として構成され、常圧排気系１２と減圧排気系２１を備えている。図１において、１は被処理体である半導体ウエハＷを収容し、処理ガスとして水蒸気を供給して例えば８５０℃程度の高温下で熱処理する縦型でバッチ式の処理炉で、この処理炉１は上端が閉塞され下端が開放した縦長円筒状の耐熱性を有する例えば石英製の反応管（処理容器）２を備えている。
【００１１】
この反応管２は、炉口として開放した下端開口部が蓋体３で気密に閉塞されることにより、気密性の高い処理炉１を構成するようになっている。前記蓋体３上には、多数枚例えば１５０枚程度の半導体ウエハＷを水平状態で上下方向に間隔をおいて多段に支持する基板支持具である例えば石英製のウエハボート４が保温筒５を介して載置されている。
【００１２】
蓋体３は、図示しない昇降機構により、処理炉１内へのウエハボート４のロード（搬入）ならびにアンロード（搬出）および炉口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、炉内を所定の温度例えば３００〜１０００℃に加熱制御可能なヒーター６が設けられている。反応管２の下側部には、ガス導入管部７が適宜個数設けられており、その一つには、処理ガス供給手段（水蒸気供給手段）として、水素ガスＨ２と酸素ガスＯ２の燃焼反応により水蒸気を発生させて供給する燃焼装置８が接続されている。
【００１３】
この燃焼装置８は、例えば燃焼ノズルの口径を小さくしたり、燃焼ノズルの形状を改善する等により、水蒸気を微少流量例えば従来毎分３リットル（下限）であったものが毎分０．４〜１リットル程度で供給することが可能に構成されていることが好ましい。また、燃焼装置８には、水蒸気を希釈化等するために不活性ガス例えば窒素ガスＮ２を供給する不活性ガス供給部９が設けられている。なお、他のガス導入管部には、その他の処理ガス例えば一酸化窒素ガスＮＯや一酸化二窒素ガスＮ２Ｏ、塩化水素ＨＣｌあるいは不活性ガス例えばＮ２等を供給するガス供給源が接続されている（図示省略）。
【００２０】
前記反応管２の下側壁には、反応管２内を排気するための排気管部１０が設けられており、この排気管部１０には排気管１１を介して常圧排気系１２が接続され、この常圧排気系１２の途中に減圧排気系２１が分岐接続されている。その分岐部より下流の常圧排気系１２と減圧排気系２１には、それぞれ開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂが設けられている。
【００２１】
前記減圧排気系２１は、処理炉１内を例えば最大−１Ｐａ程度に減圧可能な真空ポンプ（減圧ポンプ）２２を備えている。この真空ポンプ２２としては、例えばドライポンプが好ましい。減圧排気系２１の真空ポンプ２２よりも下流には、排気を水蒸気Ｈ２Ｏを使用した熱処理系の排気と一酸化窒素ガスＮＯや一酸化二窒素ガスＮ２Ｏを使用した拡散処理系の排気とに切換える空気圧制御式の切換弁２３，２４が設けられ、熱処理系の排気はトラップ２５を介して水分（ドレン水）が除去されるようになっている。また、これらの排気は除害装置で処理されるようになっている。減圧排気系２１は、耐食性を有する材料例えばステンレス鋼、好ましくはテフロン（商品名）により形成されている。
【００２２】
前記排気管１１には、減圧処理時（減圧排気時）の排気圧力を検出する圧力センサ２６およびモニター用および制御用の圧力センサ２７が空気圧制御式の弁２９，３０を介して設けられている。圧力センサ２６は、例えば０〜１３３ＫＰａのレンジで検出が可能とされている。圧力センサ２７は、例えば０〜１．３３ＫＰａのレンジで検出が可能とされている。これら圧力センサ２６，２７としては、絶対圧型のものが用いられている。また、前記排気管１１には、排気圧力が常圧なったときと、陽圧になったときにスイッチが入る圧力スイッチ（常圧復帰スイッチ）３１が空気圧制御式の弁３２を介して設けられている。
【００２３】
前記常圧排気系１２のコンデンサ１３とコンビネーションバルブ１８Ａとの間には、常圧処理時（常圧排気時）の排気圧力を検出する圧力センサ１７が空気圧制御式の弁３３を介して設けられている。この弁３３は、常圧処理時に開き、減圧処理時に閉じて圧力センサ１７の破損を防止する。前記圧力センサ１７としては、差圧型もしくは絶対圧型のものが用いられている。前記常圧排気系１２には、コンビネーションバルブ１８Ａおよびボール弁２０をバイパスするバイパス管３４が接続され、このバイパス管３４には、通常時は閉弁しており、緊急時例えば減圧処理時に急に陽圧になった時や停電時に開弁するバイパス弁３５および逆止弁３６が設けられている。
【００２４】
前記常圧排気系１２および減圧排気系２１にそれぞれ設けられたコンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂは、前記圧力センサ１７，２６の検出圧力を基に共通の制御部（コントローラ）３７により制御されるようになっている。すなわち、この制御部３７は、常圧処理時には常圧排気系１２のコンビネーションバルブ１８Ａに切換えてこれを常圧処理時用の圧力センサ１７の検出圧力を基に制御し、減圧処理時には減圧排気系２１のコンビネーションバルブ１８Ｂに切換えてこれを減圧処理時用の圧力センサ２６または２７の検出圧力を基に制御するというように、二系統の制御が可能になっている。
【００２５】
以上の構成からなる酸化処理装置は、処理炉１の排気系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リークタイトな構造とされている。また、熱処理装置は、予め所望の熱処理方法のプログラムレシピがインプットされた制御装置（図示省略）により燃焼装置８、ヒーター６、コンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂの制御部３７等が制御されて所望の熱処理方法を自動で実施するように構成されている。なお、図２中、３８はドレン管１４のトラップ１５よりも上流に設けられた空気圧制御式の弁である。
【００２６】
次に、前記酸化処理装置の作用および熱処理方法について説明する。まず、処理炉１内は、大気に開放されていると共にヒーター６により予め所定の温度例えば３００℃に加熱制御されており、この状態で多数枚の半導体ウエハＷが保持されたウエハボート４を処理炉１内にロードして処理炉１の炉口を蓋体３で密閉し、処理炉１内を減圧排気系２１による真空引きにより減圧する。この減圧ないし真空引きは、サイクルパージを含むことが好ましい。前記ロードおよびサイクルパージの際には、半導体ウエハＷの表面に自然酸化膜が形成されないように処理炉内に不活性ガス例えばＮ２が供給されており、また、Ｎ２が１００％であると、半導体ウエハＷの表面が窒化してしまい、この後の酸化工程にて半導体ウエハＷの表面が酸化されにくくなるため、これを防止すべくＯ２が少量例えば１％程度供給されている。
【００２７】
前記サイクルパージは、処理炉１内を真空引きしながら不活性ガス例えばＮ２の供給と停止を交互に繰り返すことにより行われる。この場合、排気系をコンビネーションバルブ１８Ｂにより減圧排気系２０に切換え、真空ポンプ２２の作動状態で圧力センサ２６により圧力を検知しつつコンビネーションバルブ１８Ｂの制御により処理炉１内を所定の圧力例えば−１Ｐａ程度に減圧排気する。この減圧排気状態で、所定流量に制御された不活性ガス例えばＮ２を不活性ガス供給弁の開閉の繰り返しにより間欠的に供給することにより、サイクルパージが行われ、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ことができる。すなわち、このサイクルパージによって急速な減圧（真空到達時間の短縮）と置換が可能となる。
【００２８】
次に、前記減圧排気状態でヒーター６の制御により処理炉１内を所定の処理温度例えば８５０℃まで昇温させ、排気系をコンビネーションバルブ１８Ａにて常圧排気系１２に切換えることにより処理炉１内を微差圧例えば大気圧に対して−５０Ｐａ〜−１００Ｐａ程度に制御し、この状態でリカバリー（半導体ウエハの温度を安定させる）をしてから、所望の熱処理例えばＨＣｌ酸化を行う。この熱処理は、酸素ガスＯ２と水素ガスＨ２を燃焼装置８に供給して燃焼させ、発生する水蒸気を塩化水素ガスＨＣｌおよび不活性ガス例えばＮ２と共に処理炉１内に供給することにより、微減圧状態で行われる。
【００２９】
熱処理工程を終了したなら、排気系を減圧排気系２１に切換えて、処理炉１内を再度真空引きにより減圧してから、ヒーター６の制御により処理炉１内の温度を所定の温度例えば３００℃程度に降温させ、これと並行して処理炉１内を常圧に戻し、処理炉１内からウエハボート４をアンロードし、クーリング（半導体ウエハを搬送可能な温度に冷却すること）を行えばよい。前記熱処理工程終了後の減圧ないし真空引きも、サイクルパージを含むことが好ましい。
【００３０】
このように予め所定の温度に加熱された処理炉１内に半導体ウエハＷを収容し、処理炉１内を所定の処理温度まで昇温させ、処理ガスである水蒸気を供給して半導体ウエハＷを熱処理するに際して、前記昇温の工程を減圧下で行うようにしたので、酸化種を排除した状態で半導体ウエハＷを所定の処理温度まで昇温させることができ、昇温工程での自然酸化膜の形成を抑制することができ、品質の優れた極薄酸化膜を形成することができる。また、所望の熱処理の工程前だけでなく工程後にも処理炉１内を真空引きにより減圧するようにしたので、所望の熱処理工程以外の部分での余計な酸化種を十分に排除して自然酸化膜の形成を十分に抑制することができ、膜質および膜厚が均一で品質の優れた極薄酸化膜を形成することができる。因みに、膜厚が２ｎｍ程度のＳｉＯ２膜を形成することが可能である。
【００３１】
前記処理炉１を減圧ないし真空引きする工程では、いわゆるサイクルパージを含んでいるため、迅速な減圧と置換が可能となり、スループットの向上が図れる。また、前記熱処理装置においては、処理炉１内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段である燃焼装置８と、熱処理の工程で処理炉１内を微差圧ないし微減圧で排気する常圧排気系１２と、熱処理工程の前後に処理炉１内を真空引き可能な減圧排気系２１とを備え、前記常圧排気系１２と減圧排気系２１の切換えをコンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂにより行うようにしているため、前述した熱処理方法を確実かつ容易に実施することできる。
【００３２】
この場合、前記燃焼装置８は、水蒸気を微少流量で供給可能に構成されているため、膜形成時間を十分にとることにより、更に品質の優れた極薄酸化膜を形成することができる。また、前記コンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂは一つで二つの機能すなわち開閉機能と圧力調節機能を備えているため、バルブの数を減らすことができて常圧排気系１２および減圧排気系２１の構成を簡素化することができ、コストの低減が図れる。
【００３３】
なお、酸化処理方法としては、所望の酸化処理工程の後、処理炉１内を所定の圧力例えば１３３ｈＰａ程度に減圧制御した状態で一酸化窒素ガスＮＯまたは一酸化二窒素ガスＮ２Ｏを供給して拡散処理を行うようにしてもよい。この拡散処理工程の前後には、処理炉１内を真空引きにより減圧することが好ましく、その際には、サイクルパージを伴うことが好ましい。ウエット酸化後、サイクルパージにより処理炉内の水分を十分に取り除いてから一酸化窒素ガスＮＯまたは一酸化二窒素ガスＮ２Ｏを供給するため、腐食性の強い硝酸ＨＮＯ３の発生を十分に抑制することができると共に、絶縁性の高いＳｉＯＮ膜を形成することができ、信頼性の高い膜質への改善が容易に図れる。
【００３４】
このように減圧処理可能な酸化処理装置によれば、処理炉１内に半導体ウエハｗを収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉１内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系１２と、前記処理炉１内を常圧排気系１２よりも低い圧力で減圧排気する減圧排気系２１と、常圧排気系１２および減圧排気系２１のそれぞれに設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブ１８ａ，１８Ｂと、前記排気圧力を検出する差圧型もしくは絶対圧型の圧力センサ１７，２６，２７と、この圧力センサ１７，２６，２７の検出圧力を基に前記コンビネーションバルブ１８Ａ，１８Ｂを制御する制御部３５とを備えているため、大気導入や不活性ガス導入を必要とすることなく安定な制御が可能になると共に、切換弁が不用になり、排気系の構造が簡素化され、不活性ガス例えばＮ２のランニングコストを無くすことができ、コストの低減が図れる。特に、常圧排気系１２の圧力センサ１７として絶対圧型の圧力センサを用いれば、低気圧等の大気圧の変動に左右されることなく大気圧付近での安定した絶対圧制御可能となり、何時でも均一な膜厚の酸化膜を形成すること可能となる。
【００３５】
図２は本発明を酸化処理装置に適用した第２の実施の形態の構成を示す図である。本実施の形態の酸化処理装置（熱処理装置）は、常圧型として構成されている。本実施の形態において、図１の実施の形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態の酸化処理装置は、排気中の水蒸気が凝縮して生じたドレン水を排水するために、反応管２の排気管部１０に例えば石英製の排気管１１を介して例えばテフロン製のダクト４０が接続されている。このダクト４０には、これより上方に立上がった水冷式の凝縮用配管４１を介して常圧排気系１２が接続され、この常圧排気系１２は工場排気系の排気ダクトに接続されている。工場排気系の排気圧力は、例えば大気圧との差圧が−１０００Ｐａ［−７．５Ｔｏｒｒ］程度の微減圧とされている。排気圧力をもう少し下げたい場合には、常圧排気系１２には、前記工場排気系の他に、例えば差圧を−数千Ｐａ［−数十Ｔｏｒｒ］程度に減圧可能な補助排気系が切換弁を介して切換可能に接続されていてもよい。
【００３６】
前記ダクト４０には、下方に下がったドレン管４２が接続され、このドレン管４２には、空気圧制御式の弁４３、トラップ４４および手動式の弁４５が順に設けられている。また、ダクト４０には、常圧排気系１２の排気圧力を大気圧との差圧で検出する差圧計である差圧型圧力センサ４６が設けられている。この差圧型圧力センサ４６としては、例えば大気圧±６６５０Ｐａ［大気圧±５０Ｔｏｒｒ］のレンジで検知可能なものが用いられる。
【００３７】
前記常圧排気系１２には、開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブ１８が設けられていると共に、このコンビネーションバルブ１８をバイパスするバイパス管４７が接続され、このバイパス管４７にはバイパス弁４８が設けられている。バイパス弁４８は、通常閉弁されているが、例えば停電時にコンビネーションバルブ１８が自動閉弁したときに、反応管２内に導入される不活性ガス例えば窒素ガスを排気すべく開弁されるようになっている。また、本実施の形態の酸化処理装置は、ガス導入系および排気系の配管接続部や処理炉の蓋体密閉部に気密材例えばＯリングを使用することにより、リークタイトな気密構造とされており、大気圧付近の常圧処理だけでなく減圧処理や陽圧処理もリークなしで行えるようになっている。
【００３８】
そして、本実施の形態の酸化処理装置は、大気圧を絶対圧で検出する絶対圧計である絶対圧型圧力センサ４９と、前記差圧型圧力センサ４６の検出圧力を基に常圧排気系１２が設定差圧（設定圧力）になるように前記コンビネーションバルブ１８を制御すると共に前記絶対圧型圧力センサ４９の検出圧力を基に前記設定差圧を補正する制御部５０と備えている。絶対圧型圧力センサ４９としては、例えば０〜１３３０ｈＰａ［０〜１０００Ｔｏｒｒ］のレンジで検知可能な一般的なものが用いられる。なお、絶対圧型圧力センサ４９としては、例えば８００〜１１００ｈＰａのレンジで検知可能なものであってもよい。
【００３９】
例えば、前記酸化処理装置の設置場所における平均大気圧を１０１３．２５ｈＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）とし、処理圧力（設定圧力）を１０１３．２５ｈＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）すなわち設定差圧を０Ｐａ［０Ｔｏｒｒ］とした場合、大気圧の変動がなければ、差圧型圧力センサ４６の検出圧力を基に常圧排気系１２の排気圧力が設定差圧０Ｐａになるように制御部５０によってコンビネーションバルブ１８が制御される。しかし、天候の変動により例えば低気圧の接近で大気圧が９９７．５ｈＰａ［７５０Ｔｏｒｒ］に変わった場合、差圧型圧力センサ４６だけの制御では設定差圧が０Ｐａ［０Ｔｏｒｒ］であるため、常圧排気系１２の排気圧力が９９７．５ｈＰａ［７５０Ｔｏｒｒ］になるように制御されてしまい、半導体ウエハ表面に形成される酸化膜の膜厚が変化してしまう。そこで、その時の大気圧９９７．５ｈＰａ［７５０Ｔｏｒｒ］を絶対圧型圧力センサ４９により検出してその検出信号を制御部５０に取込み、設定差圧を０Ｐａ［０Ｔｏｒｒ］から＋１５．７５ｈＰａ［＋１１．８４Ｔｏｒｒ］に補正することにより、常圧排気系１２の排気圧力が１０１３．２５ｈＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）になるように制御する。すなわち、設定時の設定差圧（設定圧力−設定時の大気圧）を現時点の差圧（設定圧力−現時点の大気圧）に補正する。これにより、天候の変動すなわち大気圧の変動に関わらず、常圧排気系１２の排気圧力すなわち処理炉１内の処理圧力を常に一定に保つことができ、酸化膜の膜圧を一定（均一）にすることができる。
【００４０】
前記酸化処理装置によれば、処理炉１内に半導体ウエハｗを収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で酸化処理（熱処理）する装置において、前記処理炉１内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系１２と、該常圧排気系１２に設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブ１８と、前記排気圧力を大気圧との差圧で検出する差圧型圧力センサ４６と、大気圧を絶対圧で検出する絶対圧型圧力センサ４９と、前記差圧型圧力センサ４６の検出圧力を基に常圧排気系１２が設定差圧になるように前記コンビネーションバルブ１８を制御すると共に前記絶対圧型圧力センサ４９の検出圧力を基に前記設定差圧を補正する制御部５０とを備えているため、大気圧を常にモニターしている絶対圧型圧力センサ４９の信号を制御部５０に取込み、設定圧力（差圧）を大気の変動に応じて可変させることにより、常に一定の圧力でプロセスを行うことができ、差圧制御でありながら大気圧（天候）の変動に左右されることなく安定して制御することが可能となり、何時でも均一な膜厚の酸化膜を形成すること可能となる。また、従来の常圧型熱処理装置と異なり、大気導入や不活性ガス導入を必要とすることなく安定な制御が可能になると共に、排気系の構造が簡素化され、不活性ガス例えばＮ２のランニングコストも無くすことができ、コストの低減が図れる。
【００４１】
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、前記実施の形態では、処理炉として、縦型炉が例示されているが、横型炉であってもよく、また、バッチ式が例示されているが、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ＬＣＤ基板やガラス基板等であってもよい。上記水蒸気供給手段としては、燃焼式に限定されず、例えば気化器式、触媒式、沸騰式等であってもよい。また、前記実施の形態では、本発明を酸化処理装置に適用した場合が示されているが、本発明は、酸化処理装置以外に、例えば拡散処理装置、ＣＶＤ処理装置、アニール処理装置等にも適用可能である。
【００４２】
【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。
【００４４】
（１）請求項１に係る発明によれば、処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、前記処理炉内を常圧排気系よりも低い圧力で減圧排気する減圧排気系と、常圧排気系および減圧排気系のそれぞれに設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を検出する差圧型もしくは絶対圧型の圧力センサと、該圧力センサの検出圧力を基に前記コンビネーションバルブを制御する制御部とを備えているため、大気導入や不活性ガス導入を必要とすることなく安定な制御が可能になると共に、切換弁が不用になり、排気系の構造が簡素化され、コストの低減が図れる。また、絶対圧型の圧力センサを用いれば、大気圧の変動に左右されることなく安定して制御することが可能となり、何時でも均一な膜厚の酸化膜を形成することが可能となる。
【００４５】
（２）請求項２に係る発明によれば、処理炉内に被処理体を収容し、処理ガスを供給して所定の処理温度で熱処理する装置において、前記処理炉内を所定の排気圧力で排気する常圧排気系と、該常圧排気系に設けられた開閉および圧力調節の可能なコンビネーションバルブと、前記排気圧力を大気圧との差圧で検出する差圧型圧力センサと、大気圧を絶対圧で検出する絶対圧型圧力センサと、前記差圧型圧力センサの検出圧力を基に常圧排気系が設定差圧になるように前記コンビネーションバルブを制御すると共に前記絶対圧型圧力センサの検出圧力を基に前記設定差圧を補正する制御部とを備えているため、差圧制御でありながら大気圧の変動に左右されることなく安定して制御することが可能となり、何時でも均一な膜厚の酸化膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を酸化処理装置に適用した第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明を酸化処理装置に適用した第２の実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
１  処理炉
１２  常圧排気系
１７  圧力センサ
１８  コンビネーションバルブ
１８Ａ，１８Ｂ  コンビネーションバルブ
１９  制御部
２６  圧力センサ
３７  制御部
４６  差圧型圧力センサ
４９  絶対圧型圧力センサ
５０  制御部
【図１】
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【図２】
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