JP2698298B2 - Trichloroethane cleaning method for core tube of heat treatment furnace - Google Patents
Trichloroethane cleaning method for core tube of heat treatment furnaceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におけ
る熱処理炉の炉心管をトリクロルエタン気体とドライ酸
素とを用いてクリーニングするトリクロルエタンクリー
ニング方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trichloroethane cleaning method for cleaning a furnace tube of a heat treatment furnace in a semiconductor manufacturing apparatus by using trichloroethane gas and dry oxygen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置を製造する半導体製造
装置において、高温の熱処理炉における炉心管内壁の金
属不純物及び汚染物質を除去する方法として、トリクロ
ルエタン気体（以下、トリクロルエタンをＴＣＡとい
う。）とドライ酸素とを用いたトリクロルエタンクリー
ニング方法が利用されている。2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing semiconductor devices, as a method for removing metal impurities and contaminants on the inner wall of a furnace tube in a high-temperature heat treatment furnace, trichloroethane gas (hereinafter, trichloroethane is referred to as TCA). And trichloroethane cleaning method using dry oxygen.
【０００３】以下、この従来の熱処理炉の炉心管のＴＣ
Ａクリーニング方法について説明する。図１は、熱処理
炉の構造を示す断面図であり、該熱処理炉は、ヒーター
１により加熱されて恒温に保持される円筒の炉心管２を
備えている。該炉心管２の一端は、封止された封止部に
形成され、該封止部には、炉心管２の内部に気体を送入
するための気体送入管３が形成されている。一方、前記
炉心管２の他端は、開口された開口部に形成され、該開
口部には、開口部を封止するための封止板４が取付けら
れ、該封止板４には、気体排出管4aが接続されている。
また、前記気体送入管３には、ドライ酸素５を前記炉心
管２の内部に送入するドライ酸素送入管６と、ＴＣＡ気
体７を前記炉心管２の内部に送入するＴＣＡ気体送入管
８が接続されている。該ＴＣＡ気体送入管８は、前記Ｔ
ＣＡ気体７を製造するためのＴＣＡ液体９が収納された
密閉容器10に接続され、該密閉容器10には、ＴＣＡ液体
９のキャリア気体である窒素気体11を送入する窒素気体
送入管12が接続されている。[0003] The TC of the furnace tube of this conventional heat treatment furnace will be described below.
The A cleaning method will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a heat treatment furnace. The heat treatment furnace includes a cylindrical furnace tube 2 which is heated by a heater 1 and kept at a constant temperature. One end of the furnace tube 2 is formed in a sealed portion, and a gas inlet tube 3 for feeding gas into the furnace tube 2 is formed in the sealed portion. On the other hand, the other end of the furnace core tube 2 is formed in an opened opening, and a sealing plate 4 for sealing the opening is attached to the opening. The gas discharge pipe 4a is connected.
The gas inlet pipe 3 is provided with a dry oxygen inlet pipe 6 for feeding dry oxygen 5 into the furnace tube 2 and a TCA gas inlet for feeding TCA gas 7 into the furnace tube 2. An inlet pipe 8 is connected. The TCA gas inlet pipe 8 is
A nitrogen gas inlet pipe 12 for feeding a nitrogen gas 11 which is a carrier gas of the TCA liquid 9 is connected to a closed container 10 containing a TCA liquid 9 for producing the CA gas 7. Is connected.
【０００４】次に、以上のように構成された熱処理炉に
おけるＴＣＡクリーニング方法について説明する。ま
ず、密閉容器10内のＴＣＡ液体９にキャリア気体である
窒素気体11を一定流量供給することにより、該ＴＣＡ液
体９は気化してＴＣＡ気体７となり、一定流量のＴＣＡ
気体７がＴＣＡ気体送入管８に送入される。また、前記
ＴＣＡ気体７と同時にドライ酸素５がドライ酸素送入管
６に送入される。前記ＴＣＡ気体７とドライ酸素５は、
気体送入管３を通り、恒温状態である炉心管２に導入
し、該炉心管２において、化学式及びに示すように
化学反応する。Next, a TCA cleaning method in the heat treatment furnace configured as described above will be described. First, by supplying a constant flow rate of a nitrogen gas 11 as a carrier gas to the TCA liquid 9 in the closed container 10, the TCA liquid 9 is vaporized into the TCA gas 7, and the TCA liquid 7 is supplied at a constant flow rate.
Gas 7 is fed into TCA gas feed pipe 8. Dry oxygen 5 is fed into the dry oxygen feed pipe 6 simultaneously with the TCA gas 7. The TCA gas 7 and the dry oxygen 5
The gas passes through the gas inlet pipe 3 and is introduced into the furnace core tube 2 which is in a constant temperature state.
【化１】 Embedded image
【化２】 そして、前記ＴＣＡ気体７とドライ酸素５とは、最終的
に塩酸と、不安定状態にある酸素及び塩素となり、前記
炉心管２の内壁の金属不純物及び汚染物質と反応し、該
金属不純物及び汚染物質を気体排出管4aより外部に排出
して炉心管２をクリーニングしている。Embedded image The TCA gas 7 and the dry oxygen 5 are finally converted into hydrochloric acid, oxygen and chlorine in an unstable state, and react with metal impurities and contaminants on the inner wall of the reactor core tube 2, and the metal impurities and the contaminants are contaminated. The material is discharged to the outside through the gas discharge pipe 4a to clean the furnace tube 2.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した炉心管２のＴ
ＣＡクリーニング方法において、従来、クリーニングの
主要条件については、次の通りであった。 炉心管２の設定温度は、半導体装置を製造する半導
体製造装置の製造条件温度以上（炉心管２の材質上、１
３００℃以下）に設定する。 ＴＣＡ気体７の流量（リットル／分）は、消費量を
考慮し、炉心管２の容量（リットル）に対して２％以下
に設定する。 ドライ酸素５の流量は、ＴＣＡ気体７の流量に対す
るＴＣＡの酸化に最少限必要な最少酸素必要量以上に設
定する。SUMMARY OF THE INVENTION
In the CA cleaning method, conventionally, main conditions for cleaning have been as follows. The set temperature of the furnace tube 2 is equal to or higher than the manufacturing condition temperature of the semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing the semiconductor device.
300 ° C or less). The flow rate (liter / minute) of the TCA gas 7 is set to 2% or less with respect to the capacity (liter) of the core tube 2 in consideration of the consumption. The flow rate of the dry oxygen 5 is set to be equal to or more than the minimum oxygen required for the oxidation of TCA with respect to the flow rate of the TCA gas 7.
【０００６】しかしながら、上記従来のＴＣＡ気体７の
流量及びドライ酸素５の流量の設定方法では、ＴＣＡク
リーニングに最適な流量が具体的に規定されていないた
め、充分なクリーニング効果を得ることができない場合
があった。However, according to the conventional methods for setting the flow rate of the TCA gas 7 and the flow rate of the dry oxygen 5, the optimum flow rate for the TCA cleaning is not specifically defined, so that a sufficient cleaning effect cannot be obtained. was there.
【０００７】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ＴＣＡクリーニングに最適なＴＣＡ気体流量と酸素
流量を規定し、容易に且つ充分なクリーニング効果を得
ることを可能とした熱処理炉の炉心管のＴＣＡクリーニ
ング方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is directed to a heat treatment furnace capable of easily and sufficiently obtaining a cleaning effect by defining an optimum TCA gas flow rate and oxygen flow rate for TCA cleaning. An object of the present invention is to provide a TCA cleaning method for a furnace tube.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱処理炉の炉心管のＴＣＡクリーニング
方法が講じた手段は、まず、半導体製造装置における熱
処理炉の炉心管をトリクロルエタン気体とドライ酸素と
を用いてクリーニングするトリクロルエタンクリーニン
グ方法を対象としている。In order to achieve the above object, the TCA cleaning method of the furnace tube of the heat treatment furnace according to the present invention employs a method in which the furnace tube of the heat treatment furnace in the semiconductor manufacturing apparatus is firstly trichlorethane. It is intended for a trichloroethane cleaning method for cleaning using gas and dry oxygen.
【０００９】そして、前記炉心管を半導体装置の製造条
件温度より高い温度に加熱する。その後、前記炉心管内
に前記トリクロルエタン気体と前記ドライ酸素とを供給
し、前記トリクロルエタン気体を供給する１分当りの流
量を前記炉心管の容量に対して０．１％〜１．０％に設
定すると共に、前記ドライ酸素を供給する１分当りの流
量を前記炉心管の容量に対して１５％〜２５％に設定す
る構成としている。Then, the furnace tube is heated to a temperature higher than the manufacturing condition temperature of the semiconductor device . Then, in the furnace tube
The trichloroethane gas and the dry oxygen
And sets a flow rate per minute to supply the trichloroethane gas 0.1% to 1.0% with respect to the capacity of the core tube, the flow rate per minute for supplying said dry oxygen the It is configured to be set to 15% to 25% with respect to the capacity of the core tube.
【００１０】[0010]
【作用】上記の構成により、本発明では、炉心管の容量
と、該炉心管の容量に対するＴＣＡ気体の１分当りの流
量との比率を０．１％〜１．０％の間で変更しても、ド
ライ酸素の流量を容易に確保することができる。この結
果、充分なクリーニング効果を確実に得ることができ
る。According to the present invention, in the present invention, the ratio of the capacity of the furnace tube to the flow rate of the TCA gas per minute with respect to the capacity of the furnace tube is 0.1% to 1.0%. Even if it changes between, the flow rate of dry oxygen can be easily secured. As a result, a sufficient cleaning effect can be reliably obtained.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
尚、本発明のＴＣＡクリーニングを行なう熱処理炉の構
造は、従来と同様であり、既述しているので（図１参
照）、その詳細な説明は省略する。まず、炉心管２は、
約５０リットルの容量をもつ円筒容器に構成され、該炉
心管２をヒーター１により半導体装置の製造処理温度よ
り１０℃高い温度（１２１０℃）に加熱し、該炉心管２
が恒温に保持されている。この状態において、密閉容器
10内のＴＣＡ液体９（常温２０℃）にキャリア気体であ
る窒素気体11を供給して該ＴＣＡ液体９を気化し、ＴＣ
Ａ気体送入管８を介してＴＣＡ気体７を炉心管２に導入
する。また、前記ＴＣＡ気体７と同時に、ドライ酸素送
入管６を介してドライ酸素５を炉心管２に導入する。An embodiment of the present invention will be described below.
The structure of the heat treatment furnace for performing the TCA cleaning according to the present invention is the same as that of the conventional heat treatment furnace, and has already been described (see FIG. 1). First, the core tube 2
The furnace tube 2 is constituted by a cylindrical vessel having a capacity of about 50 liters, and the furnace tube 2 is heated by a heater 1 to a temperature (1210 ° C.) higher than the semiconductor device manufacturing processing temperature by 10 ° C.
Are kept at a constant temperature. In this state, the sealed container
A nitrogen gas 11 serving as a carrier gas is supplied to the TCA liquid 9 (normal temperature 20 ° C.) in the TCA liquid 10 to vaporize the TCA liquid 9 and perform the TC
The TCA gas 7 is introduced into the furnace core tube 2 through the A gas inlet tube 8. At the same time as the TCA gas 7, dry oxygen 5 is introduced into the furnace tube 2 via the dry oxygen inlet tube 6.
【００１２】この際、本発明の特徴として、前記ＴＣＡ
気体７の流量を前記炉心管２の容量に対して０．１％〜
１．０％に設定すると共に、前記ドライ酸素５の流量を
前記炉心管２の容量に対して１５％〜２５％に設定す
る。At this time, as a feature of the present invention, the TCA
The flow rate of the gas 7 is from 0.1% to the capacity of the furnace tube 2.
At the same time, the flow rate of the dry oxygen 5 is set to 15% to 25% with respect to the capacity of the furnace tube 2.
【００１３】そして、前記ＴＣＡ気体７とドライ酸素５
とは、前記炉心管２内において、前記化学式及びに
示すように化学反応する。更に、前記炉心管２内で生じ
た酸素等は、炉心管２の内壁の金属不純物及び汚染物質
と反応し、該金属不純物及び汚染物質を封止板４に設け
られた気体排出管4aより外部に排出し、前記炉心管２を
クリーニングしている。The TCA gas 7 and the dry oxygen 5
Is chemically reacted in the furnace tube 2 as shown in the above chemical formula. Further, oxygen and the like generated in the furnace tube 2 react with metal impurities and contaminants on the inner wall of the furnace tube 2, and the metal impurities and contaminants are discharged from the gas discharge tube 4 a provided on the sealing plate 4 to the outside. To clean the furnace tube 2.
【００１４】そこで、次に、前記ＴＣＡクリーニング方
法におけるＴＣＡ気体７とドライ酸素５の流量とクリー
ニング効果と関係について図２に基づき説明する。この
図２は、炉心管２の容量（リットル）に対するドライ酸
素５の流量（リットル／分）の比率と、ＴＣＡクリーニ
ング前後におけるライフタイム値の変化値との関係を示
している。尚、ライフタイム値が炉心管２のクリーニン
グ効果の評価となっている。また、ＴＣＡ気体流量（リ
ットル／分）の比率を０．５％としてドライ酸素流量の
比率を変化させている。前記図２から明らかなように、
ドライ酸素流量の比率が、ＴＣＡ気体流量の最少酸素必
要量では、例えば、図２Ａに示すように、ライフタイム
値の変化が少なく、クリーニング効果は僅かである。具
体的に、ドライ酸素流量の比率が１４％以下において
は、該ドライ酸素流量の比率が大きくなるに従ってライ
フタイム値の変化が大きくなり、クリーニング効果が上
昇する。そして、前記ドライ酸素流量の比率が１５％に
おいては、ライフタイム値の変化が最も大きくなり、ク
リーニング効果は最良となる。また、前記ドライ酸素流
量の比率が１５％〜２５％においては、ライフタイム値
の変化が飽和傾向となっており、この１５％〜２５％
が、クリーニング効果に最適なドライ酸素流量の比率で
ある。この結果、上述したように、本発明においては、
ドライ酸素５の流量を炉心管２の容量に対して１５％〜
２５％に設定している。また、図２は、前記ドライ酸素
流量の比率を１５％に固定し、炉心管２の容量に対する
ＴＣＡ気体流量（リットル／分）の比率を０．１％〜
１．０％内で変化させ、この場合のライフタイム値の変
化を示している。このＴＣＡ気体流量の比率を０．１％
〜１．０％内で変化させても、ライフタイム値の変化に
差はない。この結果、上述したように、本発明において
は、ＴＣＡ気体７の流量を炉心管２の容量に対して０．
１％〜１．０％に設定している。Next, the relationship between the flow rate of the TCA gas 7 and the dry oxygen 5 and the cleaning effect in the TCA cleaning method will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the relationship between the ratio of the flow rate (liter / min) of the dry oxygen 5 to the capacity (liter) of the furnace tube 2 and the change in the lifetime value before and after the TCA cleaning. The lifetime value is an evaluation of the cleaning effect of the furnace tube 2. Further, the ratio of the dry oxygen flow rate is changed by setting the ratio of the TCA gas flow rate (liter / minute) to 0.5%. As is apparent from FIG.
When the ratio of the dry oxygen flow rate is the minimum oxygen required amount of the TCA gas flow rate, for example, as shown in FIG. 2A, the change in the lifetime value is small, and the cleaning effect is small. Specifically, when the dry oxygen flow rate ratio is 14% or less, the change in the lifetime value increases as the dry oxygen flow rate ratio increases, and the cleaning effect increases. When the dry oxygen flow rate ratio is 15%, the change in the lifetime value is largest, and the cleaning effect is the best. When the dry oxygen flow rate ratio is 15% to 25%, the change in the lifetime value tends to be saturated.
Is the optimal dry oxygen flow rate ratio for the cleaning effect. As a result, as described above, in the present invention,
The flow rate of the dry oxygen 5 is 15% or more based on the capacity of the furnace tube 2.
It is set to 25%. FIG. 2 shows that the ratio of the dry oxygen flow rate is fixed at 15%, and the ratio of the TCA gas flow rate (liter / min) to the capacity of the core tube 2 is 0.1% or more.
It changes within 1.0%, and shows the change in the lifetime value in this case. This TCA gas flow rate ratio is 0.1%
Even if it is changed within １．０1.0%, there is no difference in the change of the lifetime value. As a result, as described above, in the present invention, the flow rate of the TCA gas 7 is set to 0.1 to the capacity of the core tube 2.
It is set to 1% to 1.0%.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明による熱処
理炉の炉心管をＴＣＡクリーニング方法によれば、炉心
管を半導体装置の製造条件温度より高い温度に加熱する
一方、ＴＣＡ気体の１分当りの流量を炉心管容量に対し
０．１％〜１．０％に設定すると共に、ドライ酸素の１
分当りの流量を炉心管容量に対し１５％〜２５％に設定
するようにしたために、ＴＣＡ気体とドライ酸素とが、
最終的に塩酸と、不安定状態にある酸素及び塩素とな
り、炉心管の内壁の金属不純物及び汚染物質と反応し、
該金属不純物及び汚染物質を炉心管の外部に排出するこ
とができ、炉心管を十分にクリーニングすることができ
る。 また、前記ドライ酸素の流量設定を容易にすること
ができると同時に、最適なＴＣＡクリーニング効果を得
ることができる。更に、炉心管容量に対するＴＣＡ気体
流量比率は０．１％まで減量が可能であり、ＴＣＡの使
用量を削減することができる。As described above, according to the present invention, according to the core tube of the heat treatment furnace according to the invention in TCA cleaning method, the core
Heat the tube to a temperature higher than the semiconductor device manufacturing condition temperature
On the other hand, the flow rate per minute of TCA gas and sets 0.1% to 1.0% with respect to the core tube volume, the dry oxygen 1
Since the flow rate per minute was set to 15% to 25% with respect to the core tube volume, the TCA gas and dry oxygen
Eventually hydrochloric acid and unstable oxygen and chlorine
Reacts with metallic impurities and contaminants on the inner wall of the furnace tube,
The metal impurities and contaminants should be discharged outside the furnace tube.
Can clean the furnace tube sufficiently
You. In addition, the flow rate of the dry oxygen can be easily set, and at the same time, an optimal TCA cleaning effect can be obtained. Further, the TCA gas flow rate ratio to the core tube volume can be reduced to 0.1%, and the amount of TCA used can be reduced.
【図１】ＴＣＡクリーニングを行なう熱処理炉の構造を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a heat treatment furnace for performing TCA cleaning.
【図２】ドライ酸素流量比率とＴＣＡ気体流量比率とに
対するライフタイム値の変化特性図である。FIG. 2 is a change characteristic diagram of a lifetime value with respect to a dry oxygen flow rate ratio and a TCA gas flow rate ratio.
１ ヒーター ２ 炉心管 ３ 気体送入管 ４ 封止板 4a 気体排出管 ５ ドライ酸素 ６ ドライ酸素送入管 ７ ＴＣＡ気体 ８ ＴＣＡ気体送入管 ９ ＴＣＡ液体 10 密閉容器 11 窒素気体 12 窒素気体送入管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater 2 Furnace tube 3 Gas inlet tube 4 Sealing plate 4a Gas outlet tube 5 Dry oxygen 6 Dry oxygen inlet tube 7 TCA gas 8 TCA gas inlet tube 9 TCA liquid 10 Sealed container 11 Nitrogen gas 12 Nitrogen gas inlet tube
Claims (1)
管をトリクロルエタン気体とドライ酸素とを用いてクリ
ーニングするトリクロルエタンクリーニング方法であっ
て、 前記炉心管を半導体装置の製造条件温度より高い温度に
加熱した後、前記炉心管内に前記トリクロルエタン気体と前記ドライ
酸素とを供給し、 前記トリクロルエタン気体を供給する１分当りの流量を
前記炉心管の容量に対して０．１％〜１．０％に設定す
ると共に、前記ドライ酸素を供給する１分当りの流量を
前記炉心管の容量に対して１５％〜２５％に設定するこ
とを特徴とする熱処理炉の炉心管のトリクロルエタンク
リーニング方法。1. A trichloroethane cleaning method for cleaning a furnace tube of a heat treatment furnace in a semiconductor manufacturing apparatus using trichloroethane gas and dry oxygen, wherein the furnace tube is heated to a temperature higher than a semiconductor device manufacturing condition temperature.
After heating, the trichloroethane gas and the dry
The flow rate per minute for supplying oxygen and the trichloroethane gas is set to 0.1% to 1.0% with respect to the capacity of the furnace tube, and the flow rate per minute for supplying the dry oxygen is set per minute. The trichloroethane cleaning method of the furnace tube of the heat treatment furnace, wherein the flow rate of the furnace tube is set to 15% to 25% with respect to the capacity of the furnace tube.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4258195A JP2698298B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Trichloroethane cleaning method for core tube of heat treatment furnace |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112145A JPH06112145A (en) | 1994-04-22 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH02148816A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-07 | Hitachi Condenser Co Ltd | Manufacture of molded electronic component |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP4258195A patent/JP2698298B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH06112145A (en) | 1994-04-22 |
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