(57)【要約】【目的】希釈ガスによる熱処理の影響を回避し、酸素と水素との反応を回避して反応管の破損を防止し、ウェーハを高純度水素ガスによる高温熱処理してウェーハ内の不純物を除去し、不純物の少ないウェーハでデバイスを作成して耐電圧特性などのデバイス特性を向上し、歩留りを向上する。【構成】８００℃〜１２００℃の高温で、水素ガスを用いて熱処理する際、２００℃〜４５０℃の低温でウェーハを反応管内に挿入し、水素ガスで置換した状態で、８００℃〜１２００℃の高温にすることを特徴とする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管内にウェーハを挿入した後、反応管内を水素ガスで置換し、それから反応管内の温度を８００℃以上に昇温してウェーハを熱処理し、反応管内を水素ガスで置換した状態で反応管内の温度を降温することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
反応管内にウェーハを挿入した後、反応管内を真空引きし、その後、反応管内を水素ガスで置換することを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハの熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の熱処理炉の１例を示す構成説明図、図４は図３に示す熱処理炉を用いてウェーハを熱処理する場合のシーケンスを示す図である。従来方法は、反応管１内に、多数枚のウェーハ２を支持したボート３を挿入し、かつ該ボート３のキャップ４を載せたシールキャップ５で反応管１をＯリング６を介して密閉し、第１バルブ７を開き、第２バルブ８を閉じる（第１時間ｔ１）。Ｎ２　ガスをその流量を第１流量制御装置９により制御してノズル１１より反応管１内に噴射し、排気路１２より排気することにより反応管１内のＯ２　ガスを追出してＮ２　ガスで置換し、かつヒータ１３により反応管１内の温度を室温から４５０℃まで徐々に昇温する（第２時間ｔ２　）。なお、排気するガスを適宜Ｎ２　ガスで希釈する。１４は流量計である。
【０００３】反応管１内の温度が４５０℃になってから、ｔ３　時間経過後に第１バルブ７を閉じてＮ２　ガスの供給を止め、第２バルブ８を開いてＨ２　ガスをその流量を第２流量制御装置１０により制御してノズル１１より反応管１内に噴射し、かつ、反応管１内の温度を４５０℃に保持してウェーハ２をＨ２　ガスで熱処理（アニール）する（第４時間ｔ４　）。第１バルブ７を開いてＮ２　ガスをその流量を第１流量制御装置９により制御してノズル１１より反応管１内に噴射し、又、第２バルブ８を閉じてＨ２　ガスの供給を止めて反応管１内をＮ２　ガスで置換し、反応管１内の温度を４５０℃から徐々に室温まで降温する（第５時間ｔ５　）。室温まで降温してからｔ６　時間後にシールキャップ５を下降して反応管１内よりボート３を取出し、熱処理されたウェーハ２を得ることができる（第７時間ｔ７　）。このように処理温度が４５０℃と低いことから、Ｎ２　ガスによる熱処理の影響が少なく、水素ガスによる熱処理を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例にあっては、処理温度を上げようとすると、希釈ガス（Ｎ２　ガス）による熱処理の影響が大きくなり、又、炉内の酸素濃度を低くしないと水素と反応して反応管を破損させてしまうという課題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記の課題を解決するため、８００℃以上で水素ガスを用いて熱処理する際、ウェーハを反応管内に挿入し、水素ガスで置換した状態で、反応室内の温度を８００℃以上に昇温することを特徴とする。また、水素ガス雰囲気中でウェーハに熱処理を行う熱処理方法において、反応管内にウェーハを挿入した状態で反応管を真空引きし、しかる後、反応管内に水素ガスを導入し大気圧に保持してなることを特徴とする。
また、本発明方法は、上記課題を解決するため、反応管内にウェーハを挿入した後、反応管内を水素ガスで置換し、それから反応管内の温度を８００℃以上に昇温してウェーハを熱処理し、反応管内を水素ガスで置換した状態で反応管内の温度を降温することを特徴とすることを特徴とする。さらに、反応管内にウェーハを挿入した後、反応管内を真空引きし、その後、反応管内を水素ガスで置換することをも特徴とする。
【０００６】
【作　用】このように２００℃〜４５０℃の低温でウェーハを反応管内に挿入することにより希釈ガスによる熱処理の影響が回避され、かつ炉内の酸素濃度が水素ガスで置換することにより低下し、酸素と水素との反応が回避されて反応管の破損が防止されることになる。又、ウェーハを高純度水素ガスで熱処理することによりウェーハ内の不純物が除去されることになる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の高温熱処理炉の１実施例を示す構成説明図、図２は図１に示す高温熱処理炉を用いてウェーハを高温熱処理する場合のシーケンスを示す図である。本発明方法は、反応管１内に、多数枚のウェーハ２を支持したボート３を、２００℃〜４５０℃の低温で挿入し、かつ該ボート３のキャップ４を載せたシールキャップ５で反応管１を２重同心配置のＯリング６を介して密閉し、第１，第５，第６バルブ７，１７，１８を開き、第２〜第４バルブ８，１５，１６を閉じ、Ｎ２　ガスをその流量を第１流量制御装置９により制御してノズル１１より反応管１内に噴射し、排気路１２より排気することにより反応管１内のＯ２　ガスを追出してＮ２　ガスで置換し、かつＮ２　ガスを２重同心配置のＯリング６間のシール部に導入する（第１時間ｔ１　）。２重同心配置のＯリング６によりシールしているので、Ｈ２　ガスの漏れを防止することができる。
【０００８】第１，第５，第６バルブ７，１７，１８を閉じ、第３バルブ１５を開き、第１ポンプ１９を作動することによりＯリング６のシール部を真空引きする（第２時間ｔ２　）。第４バルブ１６を開き、第２ポンプ２０を作動することにより反応管１内を真空引きする（第３時間ｔ３　）。第４バルブ１６を閉じてリークチェックを行う（第４時間ｔ４　）。リークがなければ、第２バルブ８を開き、Ｈ２　ガスをその流量を第２流量制御装置１０により制御してノズル１１より反応管１内に噴射し、反応管１内をＨ２ガスで充満し、大気圧に保持する（第５時間ｔ５　）。ｔ５　時間経過後、反応管１内の温度を２００℃〜４５０℃の低温から徐々に８００℃〜１２００℃の高温に昇降する（第６時間ｔ６　）。ｔ６　時間経過後、反応管１内の温度を８００℃〜１２００℃の高温に保持し、ウェーハ２をＨ２　ガスで高温熱処理する（第７時間ｔ７　）。ｔ７　時間経過後、反応管１内の温度を８００℃〜１２００℃の高温より徐々に２００℃〜４５０℃の低温まで降温する（第８時間ｔ８　）。
【０００９】低温に降温してからｔ９　時間経過後、第１，第５バルブ７，１７を開き、第２バルブ８を閉じて、Ｎ２　ガスを反応管１内に送込み、排気路１２を通して排気することにより反応管１内のＨ２　ガスをＮ２　ガスで置換する（第１０時間ｔ１０）。第３バルブ１５を閉じ、第６バルブ１８を開き、第１ポンプ１９を停止することによりＯリング６のシール部を大気圧に戻す（第１１時間ｔ１１）。ｔ１１時間経過後、シールキャップ５を下降して反応管１内よりボート３を取出し、高温熱処理されたウェーハ２を得ることができる（第１２時間ｔ１２）。このように２００℃〜４５０℃の低温でウェーハを反応管内に挿入し、反応管内を真空引きすることで酸素除去時間を短くすることができ、ウェーハを高純度水素ガスによる高温熱処理することができる。
【００１０】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、２００℃〜４５０℃の低温でウェーハを反応管内に挿入するので、希釈ガスによる熱処理の影響を回避でき、かつ、炉内の酸素温度を低くできるので、水素との反応を回避できて、反応管の破損を防止することができると共にウェーハを高純度水素ガスにより熱処理することができ、ウェーハ内の不純物を除去することができるばかりでなく、不純物の少ないウェーハでデバイスを作成することで、耐電圧特性などのデバイス特性を向上することができ、歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理炉の１実施例を示す構成説明図である。
【図２】図１に示す熱処理炉を用いてウェーハを熱処理する場合のシーケンスを示す図である。
【図３】従来の熱処理炉の１例を示す構成説明図である。
【図４】図３に示す熱処理炉を用いてウェーハを熱処理する場合のシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
１　反応管
２　ウェーハ
３　ボート
４　キャップ
５　シールキャップ
６　Ｏリング
７　第１バルブ
８　第２バルブ
９　第１流量制御装置
１０　第２流量制御装置
１１　ノズル
１２　排気路
１３　ヒータ
１４　流量計
１５　第３バルブ
１６　第４バルブ
１７　第５バルブ
１８　第６バルブ
１９　第１ポンプ
２０　第２ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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