被處理體的處理方法及處理裝置的製作方法
2023-04-25 19:26:06 3
專利名稱：被處理體的處理方法及處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶片等被處理體的處理方法及處理裝置。具體地說，涉及將附著在被處理體上的有機物除去的方法及裝置，以及，在有機物被除去的被處理體上進而形成薄膜的方法及裝置。
相關技術的說明在半導體器件的製造工藝中，例如通過CVD(Chemical VaporDeposition)等處理，在被處理體例如晶片(以下稱作「晶片」)上形成多晶矽膜、氧化矽膜等薄膜的做法得到廣泛採用。
為了防止汙染物質附著到晶片上，上述形成薄膜的工序，一般是在淨化間內進行的。但是，即使是淨化間，要將汙染物質完全去除是困難的，因而會存在例如磷酸三丁酯(Tri Butyl PhosphateTPB)、矽氧烷、鄰苯二甲酸二辛酯(dioctyl phyhalateDOP)等微量有機物(汙染物質)，這類有機物有時會附著到晶片上。若在附著有這類有機物的狀態下在晶片上形成薄膜，則會發生半導體器件的特性變差、材料利用率降低等問題。為此，在晶片上形成薄膜之前，要進行將附著在晶片上的有機物除去的晶片清潔處理。
晶片的清潔，例如使用圖9所示的處理裝置進行。首先，將晶片53放置在處理裝置51內的放置臺52上。其次，利用設在放置臺52內的加熱器54，將處理裝置51內即晶片53加熱到既定溫度例如600℃。接著，通過導入口55向處理裝置51內供給處理氣體例如二氧化碳。所供給的二氧化碳，在晶片53附近熱分解而產生氧原子自由基(O*)，將附著在晶片53表面的有機物分解。之後，將該分解的有機物經排氣口56排放到處理裝置51之外。經以上處理，可使晶片53變得清潔。
但是，隨著半導體器件的高度集成化，器件圖案越來越微細，附著在晶片53上的有機物量的允許範圍越來越窄，人們希望能夠進一步提高除去有機物的效率。
此外，按照上述清潔方法，為了生成氧原子自由基，必須將處理裝置51內(晶片53)加熱到例如600℃那樣的高溫。這一點從防止晶片熱氧化來說是所不希望的。
再有，按照上述清潔方法，是對晶片53一片一片進行清潔的，因此若要清潔許多晶片53，進行清潔所耗費的時間將很長。
加之，按照上述清潔方法，為了在清潔後的晶片53上形成薄膜而將晶片53向薄膜形成裝置進行輸送期間，有可能使晶片53上附著新的有機物。
發明概述本發明是針對上述問題而提出的，其目的是，提供一種可使除去附著在被處理體上的有機物的效率得到提高的被處理體的處理方法及處理裝置。
本發明的另一個目的是，提供一種能夠在較低溫度下高效率除去附著在被處理體上的有機物的處理方法及處理裝置。
本發明的另一個目的是，提供一種能夠以較短時間除去附著在多片被處理體上的有機物的處理方法及處理裝置。
本發明的另一個目的是，提供一種在有機物被除去的被處理體上進而形成薄膜的處理方法及處理裝置。
本發明的另一個目的是，提供一種能夠通過同一個裝置進行有機物的去除和薄膜的形成的處理方法及處理裝置。
為實現上述目的，作為本發明的第1觀點所涉及的被處理體的處理方法，其特徵是，具有，將附著有有機物的被處理體放入(容放於)反應室內的工序、以及、將所說反應室加熱到既定溫度並供給處理氣體從而將所說有機物從所說被處理體上除去的工序；所說處理氣體含有氧化性氣體和還原性氣體，將所說反應室的溫度加熱到可使所說氧化性氣體和所說還原性氣體活化的溫度。
按照這種方法，向容放附著有有機物的被處理體的反應室供給含有氧化性氣體和還原性氣體的處理氣體。並且，在反應室內發生燃燒反應，生成活性氧(O*)和活性羥基(OH*)。以該活性氧和活性羥基使附著在被處理體上的有機物氧化、分解，從被處理體上將有機物除去。
所說氧化性氣體中，例如含有從O2、N2O、NO氣體組中所選擇的至少一種氣體。而所說還原性氣體中，例如含有從H2、NH3、CH4氣體組中所選擇的至少一種氣體。
最好是，將所說反應室的溫度至少加熱到350℃。即使反應室的溫度降低到該低於現有技術的溫度，仍能夠將附著在被處理體上的有機物除去。
最好是，將所說反應室內的壓力設定為133Pa～399Pa。通過將反應室內設定成該較低的壓力，可向被處理體均勻地供給處理氣體。
所說反應室內，也可以放入(容放)多個附著有所說有機物的被處理體。這樣，進行一次處理便可將多個被處理體上所附著的有機物除去，可以縮短除去有機物所需要的時間。
作為本發明的第2觀點所涉及的被處理體的處理裝置，其特徵是，具有具有可設定成既定溫度的加熱部的、容放被處理體的反應室；向所說反應室內供給含有氧化性氣體和還原性氣體的處理氣體的處理氣體供給機構；排放所說反應室內的氣體的排氣機構；通過所說加熱部將所說反應室加熱到可使所說氧化性氣體和所說還原性氣體活化的溫度的控制機構。
按照這種裝置，通過處理氣體供給機構，向容放附著有有機物的被處理體的反應室供給含有氧化性氣體和還原性氣體的處理氣體。此外，通過受控制機構控制的加熱部，將反應室加熱到可使氧化性氣體和還原性氣體活化的溫度。並且，在反應室內發生燃燒反應，生成活性氧和活性羥基。以該活性氧和活性羥基使附著在被處理體上的有機物氧化、分解，從被處理體上將有機物除去。
所說氧化性氣體中，例如含有從O2、N2O、NO氣體組中所選擇的至少一種氣體。而所說還原性氣體中，例如含有從H2、NH3、CH4氣體組中所選擇的至少一種氣體。
最好是，所說控制機構令所說加熱部將所說反應室的溫度至少加熱到350℃。即使反應室的溫度降低到該低於現有技術的溫度，仍能夠將附著在被處理體上的有機物除去。
最好是，所說控制機構令所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，使得所說反應室內的壓力維持133Pa～399Pa。通過將反應室內設定成該較低的壓力，可向被處理體均勻地供給處理氣體。
最好是，所說反應室具有可容放多個所說被處理體的被處理體容放部，所說控制機構向所說被處理體容放部供給所說處理氣體，將所說多個被處理體上所附著的有機物除去。這樣，進行一次處理便可將多個被處理體上所附著的有機物除去，可以縮短除去有機物所需要的時間。
作為本發明的第3觀點所涉及的被處理體的處理方法，其特徵是，具有，將附著有有機物的被處理體放入反應室內的工序、以及、將所說反應室加熱到既定溫度並供給處理氣體從而將所說有機物從所說被處理體上除去的工序；所說處理氣體含有臭氧，將所說反應室的溫度加熱到可使所說臭氧活化的溫度。
按照這種方法，向容放附著有有機物的被處理體的反應室供給含有臭氧的處理氣體。並且，臭氧在反應室內被活化而生成氧原子自由基。以該氧原子自由基使附著在被處理體上的有機物氧化、分解，從被處理體上將有機物除去。因此，能夠使除去附著在被處理體上的有機物的效率得到提高。
所說反應室內，也可以放入多個附著有所說有機物的被處理體。這樣，進行一次處理便可將多個被處理體上所附著的有機物除去，可以縮短除去有機物所需要的時間。
最好是，將所說反應室的溫度加熱到例如300℃～500℃。即使反應室的溫度降低到該低於現有技術的溫度，仍能夠將附著在被處理體上的有機物除去。
最好是，將所說反應室內的壓力設定為13.3Pa～26600Pa。通過將反應室內設定成該較低的壓力，可向被處理體均勻地供給處理氣體。
所說有機物，例如是磷酸三丁酯、矽氧烷、鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。
最好是，以使得處理氣體從所說反應室的對所說被處理體進行處理的處理區域之一側的非處理區域到達所說處理區域之另一側的方式供給處理氣體，並且從所說處理區域之一側的非處理區域將所說反應室內的氣體排出，從而將到達所說處理區域之另一側的處理氣體供給所說處理區域。這樣，通過排放反應室內的氣體，可將到達處理區域之另一側的處理氣體均勻地供給處理區域。並且，通過處理氣體將有機物從被處理體上除去並排放到反應室外。
作為上述方法，還可以具有，向有機物被除去的被處理體供給成膜氣體從而在所說被處理體上形成薄膜的薄膜形成工序。在這種場合，最好是，放入所說被處理體的工序、除去所說有機物的工序、以及所說薄膜形成工序，以同一裝置進行。這樣，可使得在被處理體上形成薄膜的工作變得簡單。此外，能夠消除從前述處理工序向所說薄膜形成工序轉移的過程中，有機物附著到被處理體上的可能性。此外，最好是，放入所說被處理體的工序中的將被處理體放入反應室內時的裝載溫度、與、除去所說有機物的工序中的所說反應室的溫度大體相等。這樣，除去有機物時不需要對溫度進行操作。
作為本發明的第4觀點所涉及的被處理體的處理裝置，其特徵是，具有具有可設定成既定溫度的加熱部的、容放附著有有機物的被處理體的反應室；向所說反應室內供給含有臭氧的處理氣體的處理氣體供給機構；排放所說反應室內的氣體的排氣機構；通過所說加熱部將所說反應室加熱到可使所說臭氧活化的溫度的控制機構。
按照這種裝置，通過處理氣體供給機構，向容放附著有有機物的被處理體的反應室供給含有臭氧的處理氣體。並且，通過受控制機構控制的加熱部，將反應室加熱到可使臭氧活化的溫度，進入反應室內的臭氧活化而生成氧原子自由基。以該氧原子自由基使附著在被處理體上的有機物氧化、分解，從被處理體上將有機物除去。
最好是，所說反應室具有可容放多個所說被處理體的被處理體容放部，所說控制機構向所說被處理體容放部供給所說處理氣體，將所說多個被處理體上所附著的有機物除去。這樣，進行一次處理便可將多個被處理體上所附著的有機物除去，可以縮短除去有機物所需要的時間。
最好是，所說反應室具有可維持所說臭氧的活化狀態的氣導。作為這種反應室，例如有單管結構反應室。
最好是，所說控制機構令所說加熱部將所說反應室的溫度加熱到例如300℃～500℃。即使反應室的溫度降低到這種程度，仍能夠使除去附著在被處理體上的有機物的效率得到提高。
最好是，所說控制機構令所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，使得所說反應室的壓力維持例如13.3Pa～26600Pa。通過將反應室內設定成該較低的壓力，可向被處理體均勻地供給處理氣體。
最好是，所說處理氣體供給機構具有由等離子體發生器構成的臭氧發生部，並且，所說臭氧發生部上，連接有用來供給氧氣以及氮氣或二氧化碳的臭氧生成氣體供給管。若連接有供給氧氣以及氮氣的臭氧生成氣體供給管，則能夠提高臭氧發生部的臭氧發生效率。而若連接有供給氧氣以及二氧化碳的臭氧生成氣體供給管，則臭氧發生部所生成的處理氣體中將不含有NOx，向反應室內供給處理氣體的處理氣體供給機構不容易腐蝕。
最好是，所說反應室具有對被處理體進行處理的處理區域，並且至少在該處理區域之一側具有非處理區域，所說處理氣體供給機構及所說排氣機構設置在所說處理區域之一側的非處理區域中，所說控制機構，控制所說處理氣體供給機構以使得處理氣體從該非處理區域到達所說處理區域之另一側的方式供給處理氣體，並且，控制所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，從而將到達所說處理區域之另一側的臭氧供給所說處理區域。這樣，可將由處理氣體供給機構送達處理區域之另一側的處理氣體，通過排氣機構均勻地供給處理區域。並且，通過處理氣體將有機物從被處理體上除去並排放到反應室外。
所說處理氣體供給機構，具有向所說反應室內供給處理氣體的處理氣體供給管。並且，最好是，該處理氣體供給管的前端部分，向所說另一側的非處理區域方向彎曲，以使得能夠從所說一側的非處理區域經由非處理區域向該另一側的非處理區域供給處理氣體。這樣，可提高反應室內的氣導。
此外，所說處理裝置還也以這樣構成，即，還具有向反應室內供給成膜氣體的成膜氣體供給機構，以及，通過加熱部將所說反應室內加熱到既定溫度、並通過所說成膜氣體供給機構向有機物被除去的被處理體供給所說成膜氣體從而在該被處理體上形成薄膜的成膜控制機構。
附圖的簡要說明
圖1是對根據本發明的處理裝置的第1實施形式加以展示的簡要圖。
圖2是對通過圖1所示處理裝置實施的清潔步驟進行說明的時序圖。
圖3是表1所示各清潔條件下有機物附著量(接觸角)的條形圖。
圖4是對根據本發明的處理裝置的第2實施形式加以展示的簡要圖。
圖5是對通過圖4所示處理裝置實施的清潔步驟進行說明的時序圖。
圖6是表2所示各清潔條件下有機物附著量的條形圖。
圖7是對根據本發明的處理裝置的第3實施形式加以展示的簡要圖。
圖8是對通過圖7所示處理裝置實施的清潔步驟及薄膜形成步驟進行說明的時序圖。
圖9是現有處理裝置的示意圖。
最佳實施形式的說明下面，結合附圖對本發明的最佳實施形式進行說明。
〔第1實施形式〕首先，對本發明的第1實施形式舉例進行說明，該例中，使用圖1所示批量式立式熱處理裝置，將附著在半導體晶片(以下稱作「晶片」)即被處理體上的有機物分解、除去(清潔)。
如圖1所示，熱處理裝置1，具有其長度順沿於垂直方向的大體為圓筒形的反應管2。反應管2，具有由，其內部構成成膜區域的內管3、以及、將內管3罩起來並與內管3之間有一定間隔而形成的有頂的外管4，所構成的雙層管結構。內管3和外管4，由耐熱材料例如石英形成。
在外管4的下方，設置有呈筒狀形成的不鏽鋼(SUS)製成的歧管5。歧管5，與外管4的下端氣密連接。內管3，得到從歧管5的內壁突出並與歧管5一體形成的支撐環6的支持。
在歧管5的下方設置有蓋體7，通過舟(ボ一ト)升降器8可使蓋體7上下移動。並且，在蓋體7上升後，可將歧管5的下方封閉。
蓋體7上，放置有由石英製成的晶片舟9。在晶片舟9中，在垂直方向上隔開既定間隔放置有多片晶片10。
在反應管2的周圍，設有將反應管2圍起來的絕熱體11，在其內壁上，設有由電阻發熱體構成的升溫用加熱器12。並且，通過使升溫用加熱器12工作，將反應管2內設定在既定溫度上。
在歧管5的側面，插入有多個氣體導入管。在本實施形式中，第1氣體導入管13和第2氣體導入管14兩根管從歧管5的側面插入。
第1氣體導入管13伸入內管3內。如圖1所示，第1氣體導入管13從支撐環6的下方(內管3的下方)插入歧管5的側面。並且，通過第1氣體導入管13將例如氧氣(O2)那樣的氧化性氣體導入內管3內。
第2氣體導入管14伸入內管3內。與第1氣體導入管13同樣，從支撐環6的下方(內管3的下方)插入歧管5的側面。並且，通過第2氣體導入管14將例如氫氣(H2)那樣的還原性氣體導入內管3內。
在歧管5的側面設有排出口15。排出口15設在支撐環6的上方，與反應管2內的內管3與外管4之間所形成的空間相連通。並且，向內管3內通過第1氣體導入管13供給氧氣、通過第2氣體導入管14供給還原性氣體以進行清潔，經過清潔而分解的有機物經由內管3與外管4之間向排出口15排放。此外，在歧管5側面的排出口15的下方，插入有作為淨化氣體供給氮氣的淨化氣體供給管16。
排出口15上，有排氣管17與之氣密連接。排氣管17之中裝有閥18和真空泵19。閥18，用來調整排氣管17的開度以將反應管2內的壓力控制在既定壓力上。真空泵19，在通過排氣管17排放反應管2內的氣體的同時調整反應管2內的壓力。
控制部20與舟升降器8、升溫用加熱器12、第1氣體導入管13、第2氣體導入管14、淨化氣體供給管16、閥18以及真空泵19相連接。控制部20，由微處理器、過程控制器等構成，對熱處理裝置1各部的溫度、壓力等進行檢測，並依據檢測數據向上述各部輸出控制信號，從而對熱處理裝置1的各部進行控制。
下面，就使用熱處理裝置1、對附著在晶片10上的有機物以含有氧氣和氫氣的處理氣體進行清除的處理方法，結合圖2所示的時序(時間順序)進行說明。在以下的說明中，構成熱處理裝置1的各部的動作受控制部20的控制。
首先，在蓋體7落下的狀況下，將容放附著有有機物的晶片10的晶片舟9放置在蓋體7上。並且，通過升溫用加熱器12將反應管2內的溫度設定在既定的裝載溫度上。
然後，通過舟升降器8使蓋體7上升，將放置有晶片10的晶片舟9裝載到反應管2的內管3內。於是，在晶片10放入反應管2內的同時反應管2被密閉。此外，通過淨化氣體供給管16向反應管2內供給既定量的氮氣，將混入於反應管2內的有機物等的汙染物質排出(裝載工序)。
接著，開始對反應管2內進行減壓。具體地說，在通過淨化氣體供給管16向反應管2內供給既定量的氮氣的同時，對閥18的開度進行控制並驅動真空泵19而將反應管2內的氣體排出。反應管2內氣體的排放，一直進行到反應管2內的壓力從常壓變為既定壓力例如133Pa～399Pa(1Torr～3Torr)為止。
此外，通過升溫用加熱器12將反應管2內加熱到可使氧化性氣體(氧氣)和還原性氣體(氫氣)活化的溫度的350℃以上。這是由於，反應管2的溫度若低於350℃，將無法使氧氣和氫氣活化的緣故。但是，若反應管2的溫度過高，晶片10的表面將被氧化，因此，將反應管2的溫度加熱到350℃～600℃為宜，最好是加熱到350℃～400℃。並且，該減壓與加熱操作一直進行到反應管2內穩定在既定的壓力和溫度上為止(穩定化工序)。
在反應管2內穩定在既定的壓力和溫度上後，停止通過淨化氣體供給管16供給氮氣。並且，向反應管2的內管3內，通過第1氣體導入管13以既定流量、例如1.8升/min供給氧氣，並通過第2氣體導入管14以既定流量、例如0.9升/min供給氫氣。
在反應管2內，一旦送入氧氣和氫氣，氧氣和氫氣便活化，在內管3中進行以下氫的燃燒反應。
如上所述，在氫的燃燒反應過程中，產生O*(活性氧)和OH*(活性羥基)，通過它們使附著在晶片10上的有機物分解，從晶片10上將有機物除去(清潔工序)。被除去的有機物，經排出口15吸入排氣管17中，排放到反應管2之外。
在這裡，由於反應管2內維持133Pa～399Pa(1Torr～3Torr)這樣低的壓力，因此，對於放入晶片舟9內的所有晶片10，能夠均勻地供給O*、OH*。
從晶片10上將有機物除去之後，停止通過第1氣體導入管13和第2氣體導入管14供給處理氣體(氧氣、氫氣)。並且，在對閥18的開度進行控制並驅動真空泵19而將反應管2內的氣體排出之後，通過淨化氣體供給管16供給既定量的氮氣，將反應管2內的氣體向排氣管17排放(淨化工序)。為了能夠切實排放反應管2內的氣體，最好反覆進行多次反應管2內氣體的排放和氮氣的供給。
最後，通過淨化氣體供給管16供給既定量的氮氣，使反應管2內恢復常壓(760Torr)，將對晶片10進行保持的晶片舟9從反應管2中卸載(卸載工序)。
在這裡，對附著有有機物的晶片10的樣本，在不同條件下進行了清潔。在晶片10上形成1000埃厚度的氧化膜，對該氧化膜的表面以稀釋的氟化氫(DHF)清洗1分鐘之後，在淨化間內放置既定時間，製作出附著有有機物的晶片10的樣本。
對有機物的附著量採用接觸角法進行測定。接觸角法，是使純水滴落到晶片10上，對該純水的液滴的接觸角進行測定的方法。晶片10上附著的有機物越多，其疏水性越高、接觸角越大。反之，隨著有機物附著量的減少，親水性提高、接觸角變小。
在這裡，對晶片10的5個點測定其接觸角，求取其平均值。所製作的樣本的接觸角為57°。即使純水滴落在有機物已完全除去的晶片10上，純水的液滴的接觸角也不會是0°，而且在低角度下要進行嚴謹的測定是困難的，因而可以認為，接觸角在2°以下的晶片10，有機物已基本上完全除去。
表1
表1示出進行清潔的條件。如表1所示，改變反應管2的溫度(實施例1、實施例2、對比例1、對比例2)、反應管2的壓力(實施例3～5)、清潔時間(實施例6、7)等條件進行清潔，以分析溫度、壓力及時間對清潔效果的影響。在這裡，為使實驗簡便易行，除了實施例8之外，只在晶片舟9的上部、中部、下部三處各放一片(合計3片)晶片10進行試驗，將放置在各部的晶片10的接觸角的平均值作為該例的接觸角。而晶片10的片數增多時的清潔效果，通過實施例8得到了確認。其結果示於表1和圖3。圖3中，對各例以條形圖示出清潔後液滴的接觸角。另外，作為參考，在表1和圖3中還示出未進行清潔處理時的接觸角。
由表1及圖3的實施例1、實施例2可以確認，當反應管2的溫度為350℃、400℃時，可將附著在晶片10上的有機物基本上完全除去。而如表1及圖4的對比例1、對比例2所示，當反應管2的溫度為300℃、330℃時，無法將附著在晶片10上的有機物除去。這是由於，若反應管2的溫度低於350℃，氧氣和氫氣不能被活化而無法生成O*、OH*，因而不能將有機物分解的緣故。雖然反應管2的溫度高於350℃也能夠將附著在晶片10上的有機物除去，但若反應管2的溫度過高，將使晶片10的表面氧化。因此，反應管2的溫度以350℃～600℃為宜，最好為350℃～400℃。
由表1及圖3的實施例1、實施例3～實施例5可以確認，當反應管2的壓力為133Pa～399Pa時，可將附著在晶片10上的有機物基本上完全除去。若反應管2的壓力超過399Pa，則有可能無法向放入晶片舟9內的所有晶片10均勻地供給O*、OH*，因此，反應管2的壓力以133Pa～399Pa為宜。
由表1及圖3的實施例1、實施例6、實施例7可以確認，當清潔時間為1分鐘～30分鐘時，可將附著在晶片10上的有機物基本上完全除去。若清潔時間少於1分鐘，則可能無法將附著在晶片10上的有機物基本上完全除去，若清潔時間長於30分鐘，則不能高效率地清潔晶片10。因此，清潔時間以1分鐘～30分鐘為宜。但是，也可以根據附著在晶片10上有機物附著量的多少，將該時間進一步延長或縮短。
由表1及圖3的實施例1、實施例8可以確認，即使晶片舟9內的晶片10的片數從3片增加到100片，也不會影響除去附著在晶片10上的有機物的效果。這是由於反應管2內維持較低壓力的緣故。因此，即使晶片舟9內的晶片10的片數增加到例如100片，反應管2的壓力、清潔時間也表現出相同的傾向。
一般認為，以接觸角法進行的測定，容易受到純水所滴落到的平面(晶片10)的表面狀態的影響，若因進行清潔晶片10的表面形狀發生變化，則將無法準確測定有機物的附著量。為此，對清潔前後的晶片10的表面形狀進行了確認。由該結果確認，晶片10的表面形狀在清潔前後幾乎未發生變化。
如以上所說明的，根據本實施形式，通過分別通過第1氣體導入管13和第2氣體導入管14將氧氣和氫氣提供給加熱到350℃以上的反應管2內，可將附著在晶片10上的有機物除去。因此，能夠以簡易的熱處理裝置1將附著在晶片10上的有機物除去。並且，與現有的清潔方法相比，能夠在較低溫度下將附著在晶片10上的有機物除去。另外，根據本實施形式，不需要後述以臭氧進行清潔時所必需的紫外線照射裝置或等離子體發生器等臭氧發生器，因此，可使熱處理裝置1的結構變得簡單。
根據本實施形式，進行一次清潔，便可將放入晶片舟9內的多片晶片10上所附著的有機物除去。因此，在需要對多片晶片10進行清潔時，能夠縮短進行清潔所需要的時間。
下面，就上述實施形式的變化形式進行說明。
在上述實施形式中，氧化性氣體使用的是氧氣，還原性氣體使用的是氫氣。但是，作為氧化性氣體，也可以使用從O2、N2O、NO中所選擇的至少一種氣體，而作為還原性氣體，也可以使用從H2、NH3、CH4氣體組中所選擇的至少一種氣體。這種場合也同樣，可通過如前所述在還原性氣體的燃燒過程中所產生的活性氧和活性羥基，將附著在晶片10上的有機物除去。另外，在將氧氣和氫氣之外的上述氣體作為氧化性氣體和還原性氣體使用的場合也同樣，可以通過設置與使用氧氣和氫氣的場合同樣的反應管2的溫度、反應管2內的壓力等清潔條件，將附著在晶片10上的有機物除去。
在上述實施形式中，是使用具有由內管3和外管4構成的雙層管結構的反應管2的熱處理裝置1將附著在晶片10上的有機物除去的，但也可以使用將圖1所示熱處理裝置1中的內管3和支撐環6拆去後的單管結構的熱處理裝置。這樣，可使熱處理裝置的結構變得簡單。
在上述實施形式中，是使用批量式立式熱處理裝置1將附著在晶片10上的有機物除去的，但也可以使用單片式熱處理裝置。這種場合也同樣，能夠以簡易的裝置將附著在晶片10上的有機物除去。而且，能夠在較低溫度下將附著在晶片10上的有機物除去。
此外，第1氣體導入管13和第2氣體導入管14的數量並不限於各一個，也可以有多個。另外，被處理體並不限於晶片10，例如也可以是玻璃基板。
〔第2實施形式〕下面，對本發明的第2實施形式舉例進行說明，該例中，使用圖4所示批量式立式熱處理裝置，利用含有臭氧的處理氣體將附著在晶片(被處理體)上的有機物分解、除去(清潔)。
如圖4所示，熱處理裝置101，具有其長度順沿於垂直方向的呈有頂圓筒形形成的單管結構的反應管102。反應管102，由耐熱材料例如石英形成。
在反應管102的下方，設置有呈筒狀形成的不鏽鋼(SUS)製成的歧管103。歧管103，與反應管102的下端氣密連接。
在歧管103的下方設置有蓋體104，通過未圖示的舟升降器可使蓋體104上下移動。由該蓋體104、反應管102、歧管103構成處理室103a。並且，當蓋體104上升而與歧管103相接觸時，歧管103的下方被封閉，將處理室103a密閉。
蓋體104上，放置有由石英製成的晶片舟105。晶片舟105中，在垂直方向上隔開既定間隔放有多個被處理體、例如晶片106。放入晶片舟105中的晶片106，是通過將晶片舟105插入反應管102內而放置到處理室103a的內部的，由該晶片106放置區域構成了處理室103a中的處理區域103b。此外，處理區域103b的周圍構成了非處理區域。
反應管102，以這樣的大小形成，即，當晶片舟105插入反應管102內時，在反應管102的內壁面與放置在晶片舟105上的晶片106的端部之間具有空隙D。為了使處理室103a具有既定的氣導，考慮到臭氧的流量、反應管102內部的壓力、反應管102的高度等因素，將該空隙D例如設定為20mm～50mm大小。
在反應管102的周圍，設有將反應管102圍起來的、由電阻發熱體構成的升溫用加熱器107，通過使升溫用加熱器107工作，將反應管102內設定在既定溫度上。
在處理室103a中的處理區域103b之一側(本實施形式中為處理區域103b的下方)的非處理區域103c中，設置有處理氣體供給管108。為了防止配管受到腐蝕，該處理氣體供給管108使用的是聚四氟乙烯配管。處理氣體供給管108，以其前端部分108a朝向晶片106容放位置、即處理區域103b方向(上方)折彎的彎曲狀態形成，前端部分108a中有朝向處理區域103b的處理氣體導入部108b。因此，通過處理氣體供給管108的處理氣體導入部108b供給的含有臭氧的處理氣體，朝向反應管102的上方噴出。此外，前端部分108a設置在這樣的位置上，即，可將從處理氣體供給管108向上方噴出的處理氣體，使之從處理區域103b之外(例如與圖4所示空隙D相當的空間)通過後，向處理區域103b之另一側即反應管102的上部供給。
處理氣體供給管108連接到臭氧發生器109上。臭氧發生器109，例如由等離子體發生器等構成，以氧為基礎生成臭氧。臭氧發生器109上，有氧氣供給管111和添加氣體供給管112通過淨化器110與之相連接。並且，來自氧氣供給管111的氧氣和來自添加氣體供給管112的由氮氣或二氧化碳氣組成的添加氣體供給淨化器110，經淨化器110達到適合產生臭氧的純淨度(抑制雜質、特別是因水分而發生的腐蝕性氣體的發生)後供給臭氧發生器109。
在非處理區域103c中的歧管103一側，設有排氣口113。排氣口113，在非處理區域103c中設在與處理氣體供給管108相向的位置上，用來排放反應管102內的氣體。
排氣口113上，有排氣管114與之氣密連接。在排氣管114之中，從其上遊側按順序裝有複合閥115和真空泵16。複合閥115，用來調整排氣管114的開度以將反應管102內的壓力控制在既定壓力上。真空泵116，在通過排氣管17排放反應管102內氣體的同時調整反應管102內及排氣管114內的壓力。
在歧管103側面的排氣口113的下方，插入有供給淨化氣體、例如氮氣的淨化氣體供給管117。
此外，控制部120與臭氧發生器109、淨化器110、氧氣供給管111、添加氣體供給管112、複合閥115、真空泵116及淨化氣體供給管117相連接。控制部120，由微處理器、過程控制器等構成，對熱處理裝置101各部的溫度、壓力等進行檢測，並依據檢測數據向上述各部輸出控制信號，從而對熱處理裝置101的各部進行控制。
下面，就使用熱處理裝置處理裝置101，將附著在晶片106上的有機物以含有臭氧的處理氣體進行清除的處理方法，結合圖5所示的時序(時間順序)進行說明。在以下的說明中，構成熱處理裝置101的各部的動作受控制部120的控制。
首先，在蓋體104落下的狀況下，將容放附著有有機物的晶片106的晶片舟105放置在蓋體104上。此外，通過升溫用加熱器107將反應管102(處理室103a)內的溫度加熱到既定的溫度(裝載溫度)、例如300℃。
然後，通過未圖示的舟升降器使蓋體104上升，將晶片舟105(晶片106)裝載到處理室103a內。於是，在晶片106放入處理室103a內的同時處理室103a被密閉。此外，通過淨化氣體供給管117向處理室103a內以既定的流量、例如20升/min供給氮氣(N2)，將混入處理室103a內的有機物等汙染物質排出。該氮氣的供給進行既定的時間、例如5.5分鐘(裝載工序)。
接著，開始對處理室103a內進行減壓。具體地說，在通過淨化氣體供給管117向處理室103a內以既定流量、例如20升/min供給氮氣的同時，對複合閥115的開度進行控制並驅動真空泵116，將處理室103a內的氣體排出。處理室103a內氣體的排放，一直進行到處理室103a內的壓力從常壓變為既定壓力、例如13.3Pa～26600Pa(1Torr～200Torr)為止。此外，通過升溫用加熱器107將處理室103a內加熱到既定的溫度(清潔溫度)、例如300℃～600℃。並且，該減壓與加熱操作進行既定的時間、例如約17分鐘，以使得處理室103a內穩定在既定的壓力和溫度上(穩定化工序)。
在處理室103a內穩定在既定的壓力和溫度上後，停止通過淨化氣體供給管117供給氮氣。並且，向淨化器110，通過氧氣供給管111以既定流量、例如1升/min～10升/min供給氧氣，再通過添加氣體供給管112以既定流量、例如0.008升/min～0.08升/min供給氮氣。所供給的氧氣和氮氣，通過淨化器110達到適合發生臭氧的狀態，進入給臭氧發生器109。
在臭氧發生器109中，例如通過未圖示的等離子體發生器對所供給的氧氣以等離子體進行照射以生成臭氧。並且，將含有既定濃度、例如50g/Nm3～300g/Nm3(2.35vol％～14.1vol％)的臭氧的處理氣體，以既定流量、例如約1升/min～10升/min向處理室103a內供給，以使其從臭氧發生器109經由處理氣體供給管108(處理氣體導入部8b)到達反應管102的頂部(晶片舟105的上部)。處理氣體向處理室103a內的供給，例如進行5分鐘～30分鐘。(清潔工序)。
在這裡，對於與處理氣體供給管108相連接的臭氧發生器109，除了氧氣之外還供給氮氣，因此，臭氧發生器109中臭氧的發生效率提高。此外，雖然因供給氮氣，使得處理氣體中含有NOx，但由於處理氣體供給管108使用的聚四氟乙烯配管，故處理氣體供給管108不容易被NOx腐蝕。因此，能夠消除處理氣體供給管108被腐蝕而產生的汙染物質混入處理室103a內的可能性。
由於處理室103a內被加熱到300℃～600℃，因此，當向處理室103a內供給處理氣體時，處理氣體中的臭氧被活化而生成氧原子自由基(O*)。並且，含有氧原子自由基的處理氣體向反應管102的頂部移動。
在這裡，反應管102呈單管結構形成，在反應管102的內壁與晶片106的端部之間設有間隙D，因此，可得到既定大小的排氣氣導，臭氧不易失去活性(臭氧的活化狀態得以維持)。此外，使處理室103a內易於維持低壓。再有，前端部分10ga，彎曲成能夠將處理氣體使之經由處理區域103b之外向反應管102的上方供給。因此，可提高處理室103a內的氣導，不僅臭氧的活化狀態得以維持，而且使處理室103a內易於維持低壓。
通過真空泵116的抽吸作用，將到達反應管102的頂部的處理氣體，供向處理區域103b。在這裡，處理室103a內的壓力被維持在13.3Pa～26600Pa(1Torr～200Torr)這樣低的程度，因此，能夠向處理區域103b均勻地供給處理氣體。此外，通過使處理氣體暫時到達反應管102的頂部，能夠向處理區域103b均勻地供給處理氣體。這是由於，處理氣體的流速降低，在向處理區域103b供給處理氣體時不會受到流速的影響。
再有，由於排氣口113是與處理氣體供給管108相向設置的，因此，在向處理區域103b供給處理氣體時，不容易受到通過處理氣體供給管108供給的處理氣體的影響，提高了處理室103a內的排氣氣導。因此，不僅臭氧的活化狀態得以維持，而且能夠向處理區域103b均勻地供給處理氣體。
處理氣體被送入處理區域103b時，處理氣體中的氧原子自由基可使附著在晶片106上的有機物分解，從晶片106上將有機物除去。被除去的有機物，經排氣口113吸入排氣管114中，排放到反應管102之外。
在從晶片106上將有機物除去時，停止通過處理氣體供給管10g供給處理氣體(氮氣、氧氣、臭氧)。並且，在對複合閥115的開度進行控制並驅動真空泵116而將處理室103a內的氣體排出之後，通過淨化氣體供給管117以既定流量、例如10升/min供給氮氣，將處理室103a內的氣體向排氣管114排放。該通過淨化氣體供給管117進行的氮氣的供給，例如進行10分鐘(淨化工序)。為了能夠切實排放處理室1038內的氣體，最好反覆進行多次處理室103a內氣體的排放和氮氣的供給。
最後，通過淨化氣體供給管117以既定流量、例如20升/min供給氮氣5.5分鐘，使處理室103a內恢復常壓(760Torr)，將放置有晶片106的晶片舟105從處理室103a卸載(卸載工序)。
在這裡，對附著有有機物的晶片106的樣本，在不同條件下進行了清潔。在晶片106上形成1000埃厚度的氧化膜，在對該氧化膜的表面以稀釋的氟化氫(DHF)清洗1分鐘之後，在淨化間內放置200小時，製作出附著有有機物的晶片106的樣本。
在這裡，對有機物的附著量也採用接觸角法進行測定。此外，在這裡，對晶片106上的5個點進行測定，求取其平均值。所製作的樣本的接觸角為36°。即使純水滴落在有機物被完全除去的晶片106上，純水液珠的接觸角也不會為0°，而且在低角度下要進行嚴謹的測定是困難的，因而可以認為，接觸角在2 °以下的晶片106，有機物已基本上完全除去。
表2
表2示出進行清潔的條件。如表2所示，改變處理室103a的溫度(實施例1～4、對比例2、對比例3)、處理室103a的壓力(實施例7)、清潔時間(實施例8)、處理氣體中的臭氧濃度(實施例9、實施例10)、添加氣體的種類(實施例12、實施例13)等條件進行清潔，以分析溫度、壓力及時間對清潔效果的影響。在這裡，為使實驗簡便易行，在晶片舟105的上部(T)、中部(C)、下部(B)三處各放一片(合計3片)晶片106進行試驗。晶片舟105上放置較多晶片10時的清潔效果，通過實施例11和實施例13得到了確認。其結果示於表2和圖6。圖6中，各例用3個條形圖形示出，從左側開始分別示出位於上部、中部、下部的晶片106上所附著的有機物的附著量。另外，作為參考，在表2和圖6中還示出，未進行清潔處理、現有的以氧氣進行清潔的方法(對比例1)、現有清潔方法下降低處理室103a的溫度(對比例4)等情況下的測定結果。
由表2及圖6的實施例1～實施例4可以確認，當處理室103a的溫度為300℃～600℃時，與現有的以氧氣進行清潔的方法(對比例1)相比，可使晶片106的有機物附著量約為1/10。可以確認，它們的接觸角在2°以下，附著在晶片106上的有機物已基本上完全除去。由此可知，與現有的以氧氣進行清潔的方法相比，除去有機物的效率得到了提高。
此外，如表2及圖6的實施例5、實施例6所示，在處理室103a的溫度為200℃的情況下，當處理室103a的壓力為低壓(133Pa)時，可使晶片106的有機物附著量減小到現有的以氧氣進行清潔的方法(對比例1)的約1/3，而為高壓(26600Pa)時，可將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去。
再有，如表2及圖6的對比例2、對比例3所示，當處理室103a的溫度為室溫(RT)及100℃時，無法將附著在晶片106上的有機物除去。這是由於，處理室103a的溫度過低，處理氣體中的臭氧未被活化而不生成氧原子自由基，因而無法將有機物分解。由此可知，處理室103a的溫度以200℃～600℃為宜。
另外，當處理室103a的溫度為200℃時，通過使處理室103a的壓力為26600Pa可將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去，但若處理室103a的壓力為133Pa，則無法將有機物基本上完全除去。另外，雖然處理室103a的溫度高於600℃也能夠將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去，但有可能導致晶片106氧化。而且，處理室103a的溫度將變得與現有的清潔方法相同。因此，若處理室103a的溫度為300℃～500℃則更好。
由表2及圖6的實施例1、實施例7可以確認，當處理室103a的壓力為133Pa～26600Pa時，可將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去。而如果處理室103a的壓力超過26600Pa，將難以向處理區域103b均勻地供給處理氣體。為此，處理室103a的壓力以133Pa～26600Pa為宜。
由表2及圖6的實施例1、實施例8可以確認，當清潔時間為5分鐘～30分鐘時，可將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去。若清潔時間少於5分鐘，則可能無法將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去，若清潔時間長於30分鐘，則不能夠高效率地清潔晶片106。因此，清潔時間以5分鐘～30分鐘為宜。但是，也可以根據附著在晶片106上的有機物附著量的多少，將該時間進一步延長或縮短。
由表2及圖6的實施例1、實施例9、實施例10可以確認，當處理氣體中的臭氧濃度為2.35vol％～14.1vol％時，可將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去。若臭氧濃度低於2.35vol％，則可能無法將附著在晶片106上的有機物基本上完全除去，而且可以認為，即使臭氧濃度高於14.1，也不會影響有機物的去除。因此，處理氣體中的臭氧的濃度以2.35vol％～14.1vol％為宜。但是，也可以根據附著在晶片106上的有機物附著量的多少，將該濃度進一步提高或降低。
由表2及圖6的實施例1、實施例11可以確認，即使將晶片舟105內的晶片106的片數從3片增加到100片，也不會影響附著在晶片106上的有機物的去除。這是由於，提高了處理室103a內的氣導、處理室103a內維持較低壓力的緣故。因此，即使晶片舟105內的晶片106的片數增加到例如100片，處理室103a的壓力、清潔時間、處理氣體中的臭氧濃度也表現出相同的傾向。
由表2及圖6的實施例1、實施例11～實施例13可以確認，即使通過添加氣體供給管112供給的添加氣體的種類從氮氣改為二氧化碳，也不會影響附著在晶片106上的有機物的去除。並且，還可使臭氧發生器109中所生成的處理氣體中不含有NOx，向處理室103a內供給處理氣體的處理氣體供給管108不容易腐蝕。
一般認為，接觸角法容易受到純水所滴落到的平面(晶片106)的表面狀態的影響，若由於進行清潔晶片106的表面形狀發生變化，則將無法準確測定有機物的附著量。為此，對清潔前後的晶片106的表面形狀進行了確認。由該結果確認，晶片106的表面形狀在清潔前後幾乎未發生變化。
如以上所說明的，根據本實施形式，是將處理室103a加熱到可使臭氧活化的溫度(200℃以上)並向該處理室103a內供給含有臭氧的處理氣體的，因此，與現有的以氧氣進行清潔的方法相比，可提高除去附著在晶片106上的有機物的效率。特別是，若將處理室103a加熱到300℃～500℃、向該處理室103a內供給含有臭氧的處理氣體，則與現有的以氧氣進行清潔的方法相比，可提高低溫下除去附著在晶片106上的有機物的效率。
根據本實施形式，反應管102呈單管結構形成，在反應管102的內壁與晶片106的端部之間設有空隙D，因此，使臭氧的活化狀態容易得到維持。此外，可使處理室103a內易於維持低壓，向處理區域103b均勻地供給處理氣體。因此，進行一次清潔處理，可將多片晶片106上附著的有機物同時除去。
根據本實施形式，處理氣體供給管108的前端部分108a，彎曲成能夠將處理氣體使之從處理區域103b之外通過而供向反應管102的上方，因此，能夠提高處理室103a內的氣導，使臭氧的活化狀態容易得到維持。此外，可使處理室103a內易於維持低壓，能夠向處理區域103b均勻地供給處理氣體。因此，進行一次清潔處理，可將多片晶片106上附著的有機物同時除去。
根據本實施形式，是使處理氣體暫時到達反應管102，並通過真空泵116的抽吸作用向處理區域103b供給的，因此，能夠向處理區域103b均勻地供給處理氣體。
根據本實施形式，向臭氧發生器109除了供給氧氣之外還供給氮氣，因此，臭氧發生器109中臭氧的發生效率提高。
〔第3實施形式〕
下面，對本發明的第3實施形式舉例進行說明，該例中，使用圖7所示批量式立式熱處理裝置，在利用含有臭氧的處理氣體將附著在晶片上的有機物分解、除去(清潔)後，進一步向清潔後的晶片供給水蒸汽而形成氧化矽薄膜。
如圖7所示，作為熱處理裝置121，除了還具成膜氣體供給管122以向清潔後的晶片供給由水蒸汽組成的成膜氣體這一點不同之外，具有與第2實施形式的熱處理裝置101相同的結構。
成膜氣體供給管122設置在非處理區域103c中，從歧管103的側面插入。成膜氣體供給管122連接到未圖示的燃燒裝置上。燃燒裝置使氧氣和氫氣燃燒而產生水蒸汽並將該水蒸汽供給成膜氣體供給管122。此外，成膜氣體供給管122，以其前端部分122a朝向處理區域103b方向(上方)折彎的彎曲狀態形成。因此，由成膜氣體供給管122供給的成膜氣體，向反應管102的上方噴出。此外，與處理氣體供給管108的前端部分108a同樣，成膜氣體供給管122的前端部分122a是設置在這樣的位置上的，即，可將向上方噴出的成膜氣體，使之從處理區域103b之外(例如圖7所示的由空隙D形成的空間)通過後，向處理區域103b的上方(反應管102的上部)供給。
下面，就使用熱處理裝置121，將附著在晶片106上的有機物以含有臭氧的處理氣體進行清除，再在清除後的晶片106上形成氧化矽膜(薄膜)的方法，結合圖8所示的時序(時間順序)進行說明。本實施形式中的裝載工序、穩定化工序及清潔工序，與第2實施形式中的裝載工序、穩定化工序及清潔工序相同，因此，在這裡，將從第1淨化工序進行說明。另外，構成熱處理裝置121的各部的動作受控制部120的控制。
如圖8所示，在通過裝載工序、穩定化工序及清潔工序從晶片106上將有機物除去後，停止通過處理氣體供給管108供給處理氣體。並且，對複合閥115的開度進行控制並驅動真空泵116，將處理室103a內的氣體排出，之後，通過淨化氣體供給管117以既定流量、例如10升/min供給氮氣，將處理室103a內的氣體排放到排氣管114中。處理室103a內氣體的排放，一直進行到處理室103a內的壓力達到既定壓力、例如53200Pa(400Torr)為止。此外，通過升溫用加熱器107將處理室103a內加熱到既定溫度、例如750℃。並且，該減壓與加熱操作進行既定的時間，以使處理室103a內穩定在既定的壓力和溫度上(第1淨化工序)。
在處理室103a內穩定在既定的壓力和溫度上後，停止通過淨化氣體供給管117供給氮氣。並且，通過成膜氣體供給管122以既定流量供給水蒸汽使之到達反應管102的頂部(晶片舟105的上方)。通過真空泵116的抽吸作用，將到達反應管102的頂部的水蒸汽供給處理區域103b。於是，在水蒸汽進入處理區域103b後，晶片106發生溼式氧化，在晶片106上形成氧化矽薄膜(薄膜形成工序)。
在這裡，由於使水蒸汽暫時到達反應管102的頂部，因此，能夠向處理區域103b均勻地供給水蒸汽。因此，能夠在晶片106上均勻地形成氧化矽膜。
此外，除去附著在晶片106上的有機物(清潔工序)、與、在有機物被除去的晶片106上形成氧化矽膜(薄膜形成工序)是以同一個熱處理裝置121進行的，因此，在晶片106上形成氧化矽膜的工作變得簡單。此外，在從清潔工序轉向薄膜形成工序時，不需要對清潔後的晶片106進行輸送，因此，不必擔心從清潔工序轉到薄膜形成工序的過程中會有有機物附著到晶片106上。
在晶片106上形成了氧化矽膜之後，停止通過成膜氣體供給管122供給水蒸汽。並且，在對複合閥115的開度進行控制並驅動真空泵116而將處理室103a內的氣體排出後，通過淨化氣體供給管117以既定流量、例如10升/min供給氮氣，將處理室103a內的氣體向排氣管114排放。該通過淨化氣體供給管117進行的氮氣的供給，例如進行10分鐘(第2淨化工序)。為了能夠切實排放處理室103a內的氣體，最好反覆進行多次處理室103a內氣體的排放與氮氣的供給。
最後，通過淨化氣體供給管117以既定流量、例如20升/min供給氮氣5.5分鐘，使處理室103a內恢復常壓(760Torr)，將晶片舟105(晶片106)從處理室103a卸載(卸載工序)。
下面，對第2和第3實施形式的變化形式進行說明。
在第2實施形式中，是使用批量式立式熱處理裝置101除去附著在晶片106上的有機物的，但也可以使用單片式熱處理裝置。這種場合也同樣，能夠在較低溫度下高效率除去附著在晶片106上的有機物。
在第3實施形式中，除去附著在晶片106上的有機物和在晶片106上形成氧化矽膜是以同一個熱處理裝置121進行的，但也可以以不同的裝置分別進行。
在第3實施形式中，是向有機物被除去的晶片106供給水蒸汽而形成氧化矽膜的，但也可以向有機物被除去的晶片106供給臭氧而形成氧化矽膜。這樣，可以不需要成膜氣體供給管122，使熱處理裝置121的結構變得簡單。此外，晶片106上所形成的薄膜並不限於氧化矽膜，也可以是其它薄膜、例如氮化矽膜。
在第2及第3實施形式中，反應管102呈單管結構形成，在反應管102的內壁與晶片106的端部之間設有間隙D，但作為反應管102，只要具有可維持臭氧的活化狀態的氣導即可，例如也可以呈由內管和外管構成的雙層管結構形成。
在第2及第3實施形式中，是將處理氣體供給管108(成膜氣體供給管122)設置在非處理區域103c，使所供給的處理氣體(成膜氣體)可到達反應管102的頂部，通過排放處理室103a內的氣體而將處理氣體(成膜氣體)供給處理區域103b的，但也可以將處理氣體供給管108(成膜氣體供給管122)設置在反應管102的頂部，將處理氣體(成膜氣體)供給處理區域103b。
在第2及第3實施形式中，雖然處理氣體供給管108的處理氣體導入部108b(成膜氣體供給管122的前端部分122a)位於非處理區域103c內，但這部分的長度是任意的，既可以長於也可以短於圖4及圖7所示的長度。此外，處理氣體導入部8b(前端部分122a)也可以是多孔式(分散式)噴嘴。
最好是，使裝載溫度與清潔溫度二者大體相等。例如第2實施形式中的清潔溫度以300℃為宜。這樣，不需要為清潔工序進行溫度操作。
在第2實施形式中，清潔工序也可以在從裝載溫度向成膜溫度升溫的過程中進行。這樣，清潔工序和向成膜溫度的升溫可同時進行，可縮短晶片106的薄膜形成時間。
對臭氧發生器109，並不限於供給氧氣以及氮氣或二氧化碳氣。例如，也可以在淨化器110上只連接氧氣供給管111，只向臭氧發生器109供給氧氣。這也同樣能夠通過臭氧發生器109產生臭氧。
處理氣體供給管108和成膜氣體供給管122的數量並不限於一個，也可以是多個。此外，被處理體並不限於晶片106，例如也可以是玻璃基板。
權利要求
1.一種被處理體的處理方法，其特徵是，具有，將附著有有機物的被處理體放入反應室的工序、以及、將所說反應室加熱到既定溫度並供給處理氣體從而將所說有機物從所說被處理體上除去的工序；所說處理氣體含有氧化性氣體和還原性氣體，將所說反應室的溫度加熱到可使所說氧化性氣體和所說還原性氣體活化的溫度。
2.如權利要求1所說的方法，其特徵是，所說氧化性氣體含有選自O2、N2O、NO的至少一種氣體，所說還原性氣體含有選自H2、NH3、CH4的至少一種氣體。
3.如權利要求1或2所說的方法，其特徵是，將所說反應室的溫度至少加熱到350℃。
4.如權利要求1至3之任一權利要求所說的方法，其特徵是，將所說反應室內的壓力設定為133Pa～399Pa。
5.如權利要求1至4之任一權利要求所說的方法，其特徵是，在放入所說被處理體的工序中，所說反應室內可容放多個附著有有機物的被處理體。
6.一種被處理體的處理裝置，其特徵是，具有具有可設定成既定溫度的加熱部的、容放被處理體的反應室；向所說反應室內供給含有氧化性氣體和還原性氣體的處理氣體的處理氣體供給機構；排放所說反應室內的氣體的排氣機構；通過所說加熱部將所說反應室加熱到可使所說氧化性氣體和所說還原性氣體活化的溫度的控制機構。
7.如權利要求6所說的裝置，其特徵是，所說氧化性氣體含有選自O2、N2O、NO的至少一種氣體，所說還原性氣體含有選自H2、NH3、CH4的至少一種氣體。
8.如權利要求6或7所說的裝置，其特徵是，所說控制機構令所說加熱部將所說反應室的溫度至少加熱到350℃。
9.如權利要求6至8之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說控制機構令所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，使得所說反應室內的壓力維持133Pa～399Pa。
10.如權利要求6至9之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說反應室具有可容放多個所說被處理體的被處理體容放部，所說控制機構向所說被處理體容放部供給所說處理氣體，將所說多個被處理體上所附著的有機物除去。
11.一種被處理體的處理方法，其特徵是，具有，將附著有有機物的被處理體放入反應室內的工序、以及、將所說反應室加熱到既定溫度並供給處理氣體從而將所說有機物從所說被處理體上除去的工序；所說處理氣體含有臭氧，將所說反應室的溫度加熱到可使所說臭氧活化的溫度。
12.如權利要求11所說的方法，其特徵是，在放入所說被處理體的工序中，所說反應室內可容放多個附著有有機物的被處理體。
13.如權利要求11至12所說的方法，其特徵是，將所說反應室的溫度加熱到300℃～500℃。
14.如權利要求11至13之任一權利要求所說的方法，其特徵是，將所說反應室內的壓力設定為13.3Pa～26600Pa。
15.如權利要求11至14之任一權利要求所說的方法，其特徵是，所說有機物是磷酸三丁酯、矽氧烷、鄰苯二甲酸二辛酯中的至少一種。
16.如權利要求11至15之任一權利要求所說的方法，其特徵是，以使得處理氣體從所說反應室的對所說被處理體進行處理的處理區域之一側的非處理區域到達所說處理區域之另一側的方式供給處理氣體，並且從所說處理區域之一側的非處理區域將所說反應室內的氣體排出，從而將到達所說處理區域之另一側的處理氣體供給所說處理區域。
17.一種被處理體的處理裝置，其特徵是，具有具有可設定成既定溫度的加熱部的、容放附著有有機物的被處理體的反應室；向所說反應室內供給含有臭氧的處理氣體的處理氣體供給機構；排放所說反應室內的氣體的排氣機構；通過所說加熱部將所說反應室加熱到可使所說臭氧活化的溫度的控制機構。
18.如權利要求17所說的裝置，其特徵是，所說反應室具有可容放多個所說被處理體的被處理體容放部，所說控制機構向所說被處理體容放部供給所說處理氣體，將所說多個被處理體上所附著的有機物除去。
19.如權利要求17或18所說的裝置，其特徵是，所說反應室具有可維持所說臭氧的活化狀態的氣導。
20.如權利要求19所說的裝置，其特徵是，所說反應室為單管結構。
21.如權利要求17至20之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說控制機構令所說加熱部將所說反應室的溫度加熱到300℃～500℃。
22.如權利要求17至21之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說控制機構令所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，使得所說反應室的壓力維持13.3Pa～26600Pa。
23.如權利要求17之22之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說處理氣體供給機構具有由等離子體發生器構成的臭氧發生部，並且，所說臭氧發生部上，連接有用來供給氧氣以及氮氣或二氧化碳的臭氧生成氣體供給管。
24.如權利要求17至23之任一權利要求所說的裝置，其特徵是，所說反應室具有對被處理體進行處理的處理區域，並且至少在該處理區域之一側具有非處理區域，所說處理氣體供給機構及所說排氣機構設置在所說處理區域之一側的非處理區域中，所說控制機構，控制所說處理氣體供給機構以使得處理氣體從該非處理區域到達所說處理區域之另一側的方式供給處理氣體，並且，控制所說排氣機構排放所說反應室內的氣體，從而將到達所說處理區域之另一側的臭氧供給所說處理區域。
25.如權利要求24所說的裝置，其特徵是，所說處理氣體供給機構具有向所說反應室內供給處理氣體的處理氣體供給管，所說處理氣體供給管的前端部分，向所說另一側的非處理區域方向彎曲，以使得能夠從所說一側的非處理區域經由非處理區域向該另一側的非處理區域供給處理氣體。
26.如權利要求11至16之任一權利要求所說的方法，其特徵是，還具有，向有機物被除去的被處理體供給成膜氣體從而在所說被處理體上形成薄膜的薄膜形成工序。
27.如權利要求26所說的方法，其特徵是，放入所說被處理體的工序、除去所說有機物的工序、以及所說薄膜形成工序，以同一裝置進行。
28.如權利要求26或27所說的方法，其特徵是，放入所說被處理體的工序中的將被處理體放入反應室時的裝載溫度、與除去所說有機物的工序中的所說反應室的溫度大體相等。
29.如權利要求17至25之任一權利要求所說的處理裝置，其特徵是，還具有，向所說反應室內供給成膜氣體的成膜氣體供給機構，以及，通過所說加熱部將所說反應室內加熱到既定溫度、並通過所說成膜氣體供給機構向有機物被除去的被處理體供給所說成膜氣體，從而在所說被處理體上形成薄膜的成膜控制機構。
全文摘要
熱處理裝置(1)具有具有升溫用加熱器(12)的、容放附著有有機物的晶片(10)的反應管(2)；向反應管(2)內供給氧氣的第1氣體導入管(13)；供給氫氣的第2氣體導入管(14)。分別通過第1氣體導入管(13)和第2氣體導入管(14)向反應管(2)內供給氧氣和氫氣，通過升溫用加熱器(12)將反應管(2)加熱到可使氧氣和氫氣活化的溫度。於是，在反應管(2)內發生燃燒反應，使附著在晶片(10)上的有機物氧化、分解，從而將其除去。
文檔編號H01L21/306GK1502120SQ01822329
公開日2004年6月2日 申請日期2001年12月4日 優先權日2000年12月5日
發明者菱屋晉吾, 古澤純和, 梅澤好太, 林輝幸, 齊藤美佐子, 佐藤昌一, 一, 佐子, 和, 太 申請人:東京毅力科創株式會社