JP3126487B2 - 酸化処理装置 - Google Patents
酸化処理装置Info
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- JP3126487B2 JP3126487B2 JP04134483A JP13448392A JP3126487B2 JP 3126487 B2 JP3126487 B2 JP 3126487B2 JP 04134483 A JP04134483 A JP 04134483A JP 13448392 A JP13448392 A JP 13448392A JP 3126487 B2 JP3126487 B2 JP 3126487B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸化処理装置、詳しくは
半導体ウエハーを酸化処理するための酸化処理装置に関
する。
半導体ウエハーを酸化処理するための酸化処理装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体デバイスの製造において
は、半導体ウエハーの表面に酸化膜を形成するための酸
化処理工程が必要であり、この酸化処理を実施するため
方法の一つとして、酸化処理炉内において半導体ウエハ
ーを高温下で水蒸気と接触させる方法がある。そして、
例えば特開昭56−62326号公報に示されているよ
うに、酸化処理炉に直接に水素ガスと酸素ガスを供給し
て燃焼させて当該酸化処理炉内で水蒸気を発生させる方
法が知られている。
は、半導体ウエハーの表面に酸化膜を形成するための酸
化処理工程が必要であり、この酸化処理を実施するため
方法の一つとして、酸化処理炉内において半導体ウエハ
ーを高温下で水蒸気と接触させる方法がある。そして、
例えば特開昭56−62326号公報に示されているよ
うに、酸化処理炉に直接に水素ガスと酸素ガスを供給し
て燃焼させて当該酸化処理炉内で水蒸気を発生させる方
法が知られている。
【0003】しかしながら、この酸化処理炉内において
水素ガスと酸素ガスを燃焼させる方法においては、水素
ガスと酸素ガスの燃焼の程度によって酸化処理炉内の温
度が大きく左右され、そのために半導体ウエハーの酸化
処理温度を十分に制御することが困難であり、半導体ウ
エハーに対する酸化処理の信頼性、安定性および再現性
が低い、という問題点がある。
水素ガスと酸素ガスを燃焼させる方法においては、水素
ガスと酸素ガスの燃焼の程度によって酸化処理炉内の温
度が大きく左右され、そのために半導体ウエハーの酸化
処理温度を十分に制御することが困難であり、半導体ウ
エハーに対する酸化処理の信頼性、安定性および再現性
が低い、という問題点がある。
【0004】一方、例えば特公昭63−60528号公
報、特開昭63−210501号公報などに示されてい
るように、水蒸気発生装置を外部燃焼装置として酸化処
理炉と独立に設け、この水蒸気発生装置に水素ガスと酸
素ガスを供給して燃焼させることによって水蒸気を発生
させ、この水蒸気を適宜の水蒸気給送管路を介して酸化
処理炉に給送する方法も知られている。このような方法
によれば、酸化処理炉における加熱状態を、水蒸気発生
装置の動作状態と分離して制御することができるので、
酸化処理炉における半導体ウエハーに対する酸化処理を
高い信頼性、安定性および再現性で実施することが可能
である。
報、特開昭63−210501号公報などに示されてい
るように、水蒸気発生装置を外部燃焼装置として酸化処
理炉と独立に設け、この水蒸気発生装置に水素ガスと酸
素ガスを供給して燃焼させることによって水蒸気を発生
させ、この水蒸気を適宜の水蒸気給送管路を介して酸化
処理炉に給送する方法も知られている。このような方法
によれば、酸化処理炉における加熱状態を、水蒸気発生
装置の動作状態と分離して制御することができるので、
酸化処理炉における半導体ウエハーに対する酸化処理を
高い信頼性、安定性および再現性で実施することが可能
である。
【0005】而して、このような外部燃焼型の水蒸気発
生装置を用いた酸化処理装置においては、水蒸気発生装
置よりの水蒸気を酸化処理炉に給送するために、石英よ
り成る管路部材の一端を、水蒸気発生装置の石英製水蒸
気排出管と摺合わせによるボールジョイントなどのコネ
クタにより接続し、また管路部材の他端を、酸化処理炉
の石英製水蒸気導入管に同様のコネクタによって接続す
る手段が従前から知られている。
生装置を用いた酸化処理装置においては、水蒸気発生装
置よりの水蒸気を酸化処理炉に給送するために、石英よ
り成る管路部材の一端を、水蒸気発生装置の石英製水蒸
気排出管と摺合わせによるボールジョイントなどのコネ
クタにより接続し、また管路部材の他端を、酸化処理炉
の石英製水蒸気導入管に同様のコネクタによって接続す
る手段が従前から知られている。
【0006】しかしながら、この接続手段においては、
石英が変形に対する自由度が殆どないものであって接続
位置の変位に対する許容幅がきわめて小さいため、水蒸
気給送管路と水蒸気排出管および水蒸気導入管との接続
にきわめて高い位置精度が必要となり、その結果、当該
接続を高いシール性が確保された状態で実現することが
実際上きわめて困難である。
石英が変形に対する自由度が殆どないものであって接続
位置の変位に対する許容幅がきわめて小さいため、水蒸
気給送管路と水蒸気排出管および水蒸気導入管との接続
にきわめて高い位置精度が必要となり、その結果、当該
接続を高いシール性が確保された状態で実現することが
実際上きわめて困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のような事情か
ら、水蒸気給送管路のための管路部材およびコネクタを
構成する部材として、それ自体が比較的大きい可撓性を
有し、接続における変位の許容幅が比較的大きい点で好
適なテフロンなどのフッ素樹脂より成るものを用いるこ
とが検討されている。しかしながら、テフロンなどのフ
ッ素樹脂は、耐熱温度が通常260℃程度以下であって
耐熱性が比較的小さいため、高温の水蒸気が流入した場
合には、変形などが生じて接続個所のシール性が失わ
れ、リークが生ずるおそれが大きい。
ら、水蒸気給送管路のための管路部材およびコネクタを
構成する部材として、それ自体が比較的大きい可撓性を
有し、接続における変位の許容幅が比較的大きい点で好
適なテフロンなどのフッ素樹脂より成るものを用いるこ
とが検討されている。しかしながら、テフロンなどのフ
ッ素樹脂は、耐熱温度が通常260℃程度以下であって
耐熱性が比較的小さいため、高温の水蒸気が流入した場
合には、変形などが生じて接続個所のシール性が失わ
れ、リークが生ずるおそれが大きい。
【0008】具体的に説明すると、最近においては、酸
化処理される半導体ウエハーの口径が6インチあるいは
8インチと大きくなってきており、このような大口径の
半導体ウエハーに対して所期の酸化処理を高い効率で行
うためには、酸化処理炉に供給する水蒸気量を多くする
ことが要請され、水蒸気発生装置においても多量の水蒸
気を発生させることが必要となる。
化処理される半導体ウエハーの口径が6インチあるいは
8インチと大きくなってきており、このような大口径の
半導体ウエハーに対して所期の酸化処理を高い効率で行
うためには、酸化処理炉に供給する水蒸気量を多くする
ことが要請され、水蒸気発生装置においても多量の水蒸
気を発生させることが必要となる。
【0009】然るに、多量の水蒸気を発生させるために
水蒸気発生装置に水素ガスおよび酸素ガスを多量に供給
して燃焼させると、当然の結果として燃焼温度が高くな
って300℃を遥かに超える高温の水蒸気が排出される
ようになり、このため、接続における自由度が大きい点
でそれ自体は好適なテフロンなどのフッ素樹脂より成る
管路部材およびコネクタを水蒸気給送管路の構成に用い
た場合にはリークが生ずるようになり、結局、酸化処理
炉に多量の水蒸気を安定に給送することができない、と
いう問題点がある。
水蒸気発生装置に水素ガスおよび酸素ガスを多量に供給
して燃焼させると、当然の結果として燃焼温度が高くな
って300℃を遥かに超える高温の水蒸気が排出される
ようになり、このため、接続における自由度が大きい点
でそれ自体は好適なテフロンなどのフッ素樹脂より成る
管路部材およびコネクタを水蒸気給送管路の構成に用い
た場合にはリークが生ずるようになり、結局、酸化処理
炉に多量の水蒸気を安定に給送することができない、と
いう問題点がある。
【0010】本発明は、以上のような問題を解決し、水
蒸気発生装置において燃焼温度が高くて高温の水蒸気が
発生する場合にも、水蒸気排出管からは低温の水蒸気が
排出され、水蒸気給送管路がテフロンなどのフッ素樹脂
により構成されているときにもリークを生ずることな
く、多量の水蒸気を酸化処理炉に安定に給送することの
できる酸化処理装置を提供することを目的とする。
蒸気発生装置において燃焼温度が高くて高温の水蒸気が
発生する場合にも、水蒸気排出管からは低温の水蒸気が
排出され、水蒸気給送管路がテフロンなどのフッ素樹脂
により構成されているときにもリークを生ずることな
く、多量の水蒸気を酸化処理炉に安定に給送することの
できる酸化処理装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る酸化処理装
置は、酸化処理炉と、この酸化処理炉に水蒸気給送管路
を介して接続された水蒸気発生装置とを備えてなり、前
記水蒸気発生装置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下部
において容器内空間に開口する水素ガス導入管および酸
素ガス導入管と、前記燃焼容器内において水素ガスが酸
素ガスにより燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガスの
少なくとも一方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の上
部に設けられた、前記水蒸気給送管路が接続された筒状
の水蒸気排出部と、この水蒸気排出部に、それぞれ内部
空間を塞ぐよう設けられ、変位した位置に貫通孔が形成
された複数の内部放熱板を含む放熱部材と、前記燃焼容
器の周囲に設けられた冷却機構とを有してなることを特
徴とする。
置は、酸化処理炉と、この酸化処理炉に水蒸気給送管路
を介して接続された水蒸気発生装置とを備えてなり、前
記水蒸気発生装置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下部
において容器内空間に開口する水素ガス導入管および酸
素ガス導入管と、前記燃焼容器内において水素ガスが酸
素ガスにより燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガスの
少なくとも一方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の上
部に設けられた、前記水蒸気給送管路が接続された筒状
の水蒸気排出部と、この水蒸気排出部に、それぞれ内部
空間を塞ぐよう設けられ、変位した位置に貫通孔が形成
された複数の内部放熱板を含む放熱部材と、前記燃焼容
器の周囲に設けられた冷却機構とを有してなることを特
徴とする。
【0012】また、本発明の酸化処理装置は、酸化処理
炉と、この酸化処理炉に水蒸気給送管路を介して接続さ
れた水蒸気発生装置とを備えてなり、 前記水蒸気発生装
置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下部において容器内
空間に開口する水素ガス導入管および酸素ガス導入管
と、前記燃焼容器内において水素ガスが酸素ガスにより
燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガスの少なくとも一
方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の上部に設けられ
た、前記水蒸気給送管路が接続された水蒸気排出部と、
この水蒸気排出部に設けられた放熱部材と、前記燃焼容
器の周囲に設けられた冷却機構とを有してなり、前記燃
焼容器内に、上部が閉塞された燃焼空間を区画する内筒
が設けられ、この内筒の外周面と燃焼容器の内周面との
間の筒状空間が、その下部において前記内筒内の燃焼空
間と連通すると共にその上部において水蒸気排出部の内
部空間と連通して水蒸気通路を形成するものであること
を特徴とする。
炉と、この酸化処理炉に水蒸気給送管路を介して接続さ
れた水蒸気発生装置とを備えてなり、 前記水蒸気発生装
置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下部において容器内
空間に開口する水素ガス導入管および酸素ガス導入管
と、前記燃焼容器内において水素ガスが酸素ガスにより
燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガスの少なくとも一
方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の上部に設けられ
た、前記水蒸気給送管路が接続された水蒸気排出部と、
この水蒸気排出部に設けられた放熱部材と、前記燃焼容
器の周囲に設けられた冷却機構とを有してなり、前記燃
焼容器内に、上部が閉塞された燃焼空間を区画する内筒
が設けられ、この内筒の外周面と燃焼容器の内周面との
間の筒状空間が、その下部において前記内筒内の燃焼空
間と連通すると共にその上部において水蒸気排出部の内
部空間と連通して水蒸気通路を形成するものであること
を特徴とする。
【0013】
【作用】本発明の酸化処理装置によれば、水蒸気発生装
置において、燃焼容器の上部における水蒸気排出部に放
熱部材が設けられているため、燃焼温度が高温となった
場合にも、水蒸気排出部を通過することによって水蒸気
が冷却され、水蒸気給送管路に流入する水蒸気が低温の
ものとなる。従って、接続における自由度が大きい点で
好適なテフロンなどのフッ素樹脂を用いて水蒸気給送管
路を構成した場合にもリークが生ずることがないため、
水蒸気発生装置において多量の水蒸気を発生させてこれ
を安定に酸化処理炉に給送することができる。
置において、燃焼容器の上部における水蒸気排出部に放
熱部材が設けられているため、燃焼温度が高温となった
場合にも、水蒸気排出部を通過することによって水蒸気
が冷却され、水蒸気給送管路に流入する水蒸気が低温の
ものとなる。従って、接続における自由度が大きい点で
好適なテフロンなどのフッ素樹脂を用いて水蒸気給送管
路を構成した場合にもリークが生ずることがないため、
水蒸気発生装置において多量の水蒸気を発生させてこれ
を安定に酸化処理炉に給送することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の一実施例に係る酸化処理装置における水蒸気発生
装置20の説明用縦断面図を示す。この例の水蒸気発生
装置20は、その軸が上下方向に伸びるよう設けられた
石英より成る円筒状の燃焼容器21を具え、この燃焼容
器21の下底部には、上方に伸びる石英より成る水素ガ
ス導入管22およびこの水素ガス導入管22と二重管構
造を構成して上方に伸びる酸素ガス導入管23が設けら
れており、水素ガス導入管22の開口22Aの周りに、
前記酸素ガス導入管23による環状の開口23Aが上方
の内部空間を向いた状態に形成されている。ここに、前
記酸素ガス導入管22の拡大径部23Pは燃焼容器21
と一体に形成されている。
発明の一実施例に係る酸化処理装置における水蒸気発生
装置20の説明用縦断面図を示す。この例の水蒸気発生
装置20は、その軸が上下方向に伸びるよう設けられた
石英より成る円筒状の燃焼容器21を具え、この燃焼容
器21の下底部には、上方に伸びる石英より成る水素ガ
ス導入管22およびこの水素ガス導入管22と二重管構
造を構成して上方に伸びる酸素ガス導入管23が設けら
れており、水素ガス導入管22の開口22Aの周りに、
前記酸素ガス導入管23による環状の開口23Aが上方
の内部空間を向いた状態に形成されている。ここに、前
記酸素ガス導入管22の拡大径部23Pは燃焼容器21
と一体に形成されている。
【0015】燃焼容器21の下方においては、水素ガス
導入管22と酸素ガス導入管23とが二重管構造を構成
する部分の周囲にガス加熱用ヒータ33が配設されてい
る。このガス加熱用ヒータ33は、導入される水素ガス
および酸素ガスを自然着火温度以上に加熱するものであ
る。これにより、燃焼容器21内に放出されたときに水
素ガスが酸素ガスと混合されて燃焼する。Fは燃焼によ
る炎である。
導入管22と酸素ガス導入管23とが二重管構造を構成
する部分の周囲にガス加熱用ヒータ33が配設されてい
る。このガス加熱用ヒータ33は、導入される水素ガス
および酸素ガスを自然着火温度以上に加熱するものであ
る。これにより、燃焼容器21内に放出されたときに水
素ガスが酸素ガスと混合されて燃焼する。Fは燃焼によ
る炎である。
【0016】燃焼容器21内には、内部に燃焼空間Sを
区画する石英より成る円筒状の内筒40が同軸状に設け
られ、この内筒40の外周面と燃焼容器21の内周面と
の間に筒状空間41が形成されている。この内筒40
は、その上部が閉塞されると共に下端が開放状態で燃焼
容器21と一体的に連結されている。そして、内筒40
の下端部には、燃焼空間Sと筒状空間41とを連通する
貫通孔42が形成されている。また、燃焼容器21の周
囲には、例えば水冷ジャケットより成る冷却機構32が
配設されている。
区画する石英より成る円筒状の内筒40が同軸状に設け
られ、この内筒40の外周面と燃焼容器21の内周面と
の間に筒状空間41が形成されている。この内筒40
は、その上部が閉塞されると共に下端が開放状態で燃焼
容器21と一体的に連結されている。そして、内筒40
の下端部には、燃焼空間Sと筒状空間41とを連通する
貫通孔42が形成されている。また、燃焼容器21の周
囲には、例えば水冷ジャケットより成る冷却機構32が
配設されている。
【0017】燃焼容器21の上部には、当該燃焼容器2
1より小径の円筒状の水蒸気排出部25が石英により燃
焼容器21と一体的に形成され、その内部空間は前記筒
状空間41と連通されている。この水蒸気排出部25に
は、図2にも示すように、その内周壁から水平方向に伸
びる2枚の石英製の内部放熱板45および46が、それ
ぞれ内部空間を塞ぐよう、かつ互いに上下方向に離間し
た状態に一体的に設けられており、下方の内部放熱板4
5には、その中央から一方(図の右方)の側に変位した
位置に貫通孔48が形成されると共に、上方の内部放熱
板46には中央から他方(図の左方)の側に変位した位
置に貫通孔49が形成されている。
1より小径の円筒状の水蒸気排出部25が石英により燃
焼容器21と一体的に形成され、その内部空間は前記筒
状空間41と連通されている。この水蒸気排出部25に
は、図2にも示すように、その内周壁から水平方向に伸
びる2枚の石英製の内部放熱板45および46が、それ
ぞれ内部空間を塞ぐよう、かつ互いに上下方向に離間し
た状態に一体的に設けられており、下方の内部放熱板4
5には、その中央から一方(図の右方)の側に変位した
位置に貫通孔48が形成されると共に、上方の内部放熱
板46には中央から他方(図の左方)の側に変位した位
置に貫通孔49が形成されている。
【0018】更に、水蒸気排出部25の外周壁には、こ
の例では2枚の石英製の外部放熱板52が、互いに上下
方向に離間して、各々水平方向外方に鍔状に突出するよ
う一体的に形成されている。
の例では2枚の石英製の外部放熱板52が、互いに上下
方向に離間して、各々水平方向外方に鍔状に突出するよ
う一体的に形成されている。
【0019】水蒸気排出部25には、その上壁から突出
するよう水蒸気排出管26が設けられており、この水蒸
気排出管26の先端には水蒸気給送管路30の一端が接
続されている。この水蒸気給送管路30は、例えばテフ
ロンなどのフッ素樹脂により形成されたチューブ35お
よびナット36を含むコネクタによって構成され、その
他端は、図3に示すように、酸化処理炉60の水蒸気導
入管63に、同様の材質によって形成されたナット64
を含むコネクタによって接続される。また、水蒸気給送
管路30のチューブ35の外周には、例えばシート状ヒ
ータ38が設けられている。
するよう水蒸気排出管26が設けられており、この水蒸
気排出管26の先端には水蒸気給送管路30の一端が接
続されている。この水蒸気給送管路30は、例えばテフ
ロンなどのフッ素樹脂により形成されたチューブ35お
よびナット36を含むコネクタによって構成され、その
他端は、図3に示すように、酸化処理炉60の水蒸気導
入管63に、同様の材質によって形成されたナット64
を含むコネクタによって接続される。また、水蒸気給送
管路30のチューブ35の外周には、例えばシート状ヒ
ータ38が設けられている。
【0020】図示の例における酸化処理炉60は石英よ
り成る円筒状の反応管61により構成された縦型炉であ
り、反応管61の上部の水蒸気導入ポート62に水蒸気
導入管63が設けられている。反応管61の下端開口は
キャップ65によって開閉自在に閉塞され、このキャッ
プ65上に保温筒66を介してウエハーボート68が支
持され、このウエハーボート68に多数の半導体ウエハ
ーWが各々水平に延びる状態で互いに上下に離間して重
なるよう支持される。反応管61の周囲には内部を加熱
するヒータ69が配設され、また反応管65の下部には
排気管70が設けられている。
り成る円筒状の反応管61により構成された縦型炉であ
り、反応管61の上部の水蒸気導入ポート62に水蒸気
導入管63が設けられている。反応管61の下端開口は
キャップ65によって開閉自在に閉塞され、このキャッ
プ65上に保温筒66を介してウエハーボート68が支
持され、このウエハーボート68に多数の半導体ウエハ
ーWが各々水平に延びる状態で互いに上下に離間して重
なるよう支持される。反応管61の周囲には内部を加熱
するヒータ69が配設され、また反応管65の下部には
排気管70が設けられている。
【0021】一方、水蒸気発生装置20の水素ガス導入
管22には、図3に示すように、流量制御機構73を介
して水素ガス源74が接続されると共に、酸素ガス導入
管23には、切替えバルブ75および流量制御機構76
を介して酸素ガス源77が接続される。また、切替えバ
ルブ75から分岐する窒素ガス導入管81には流量制御
機構83を介して窒素ガス源80が設けられている。
管22には、図3に示すように、流量制御機構73を介
して水素ガス源74が接続されると共に、酸素ガス導入
管23には、切替えバルブ75および流量制御機構76
を介して酸素ガス源77が接続される。また、切替えバ
ルブ75から分岐する窒素ガス導入管81には流量制御
機構83を介して窒素ガス源80が設けられている。
【0022】次に以上の構成の酸化処理装置の動作を説
明する。まず、酸素ガス導入管23を利用して最初に窒
素ガスにより、次いで酸素ガスにより、初期パージが行
われる。すなわち、窒素ガス源80から窒素ガス導入管
81を介して酸素ガス導入管23に窒素ガスが供給さ
れ、水蒸気発生装置20、水蒸気給送管路30および酸
化処理炉60内が窒素ガスにより置換される。この窒素
ガスは、酸化処理炉60の排気管70によって排気され
る。
明する。まず、酸素ガス導入管23を利用して最初に窒
素ガスにより、次いで酸素ガスにより、初期パージが行
われる。すなわち、窒素ガス源80から窒素ガス導入管
81を介して酸素ガス導入管23に窒素ガスが供給さ
れ、水蒸気発生装置20、水蒸気給送管路30および酸
化処理炉60内が窒素ガスにより置換される。この窒素
ガスは、酸化処理炉60の排気管70によって排気され
る。
【0023】このように窒素ガスによって置換された状
態において、酸化処理炉60のキャップ65が開かれ、
図示されていないエレベータにより保温筒66に支持さ
れたウエハーボート68が反応管61内に装入され、こ
れによって酸化処理すべき半導体ウエハーWが反応管6
1内の所定の位置に配置される。その後、切替えバルブ
75が切替えられて酸素ガス源77から酸素ガスが供給
され、これによって水蒸気発生装置20、水蒸気給送管
路30および酸化処理炉60内が酸素ガスにより置換さ
れる。
態において、酸化処理炉60のキャップ65が開かれ、
図示されていないエレベータにより保温筒66に支持さ
れたウエハーボート68が反応管61内に装入され、こ
れによって酸化処理すべき半導体ウエハーWが反応管6
1内の所定の位置に配置される。その後、切替えバルブ
75が切替えられて酸素ガス源77から酸素ガスが供給
され、これによって水蒸気発生装置20、水蒸気給送管
路30および酸化処理炉60内が酸素ガスにより置換さ
れる。
【0024】この状態において、ガス加熱用ヒータ33
を例えば850℃程度の加熱状態に保ち、水素ガス源7
4から水素ガス導入管22を介して所定の流量、例えば
毎分4.8リットルの流量で水素ガスを水蒸気発生装置
20に供給すると共に、酸素ガスを所定の流量、例えば
毎分5.0リットルの流量で水蒸気発生装置20に供給
すると、これらのガスは、ガス加熱用ヒータ33によっ
て加熱されることにより、燃焼空間S内に放出されたと
きに着火して炎Fをあげて燃焼し、これにより水蒸気が
発生する。ガス加熱用ヒータ33は、燃焼空間Sにおけ
る燃焼が開始された後も、その作動状態に維持される。
を例えば850℃程度の加熱状態に保ち、水素ガス源7
4から水素ガス導入管22を介して所定の流量、例えば
毎分4.8リットルの流量で水素ガスを水蒸気発生装置
20に供給すると共に、酸素ガスを所定の流量、例えば
毎分5.0リットルの流量で水蒸気発生装置20に供給
すると、これらのガスは、ガス加熱用ヒータ33によっ
て加熱されることにより、燃焼空間S内に放出されたと
きに着火して炎Fをあげて燃焼し、これにより水蒸気が
発生する。ガス加熱用ヒータ33は、燃焼空間Sにおけ
る燃焼が開始された後も、その作動状態に維持される。
【0025】水蒸気発生装置20に供給される水素ガス
と酸素ガスとの量比は、化学量論に従って2:1である
必要はなく、酸素ガスが若干過剰に供給されるのが普通
である。ここに過剰の酸素ガスは、キャリアガスとして
作用し、また酸化処理炉60内において酸化処理に寄与
することとなる。水素ガスを過剰に供給することは、爆
発の危険があるので避けるべきである。また、水素ガス
および酸素ガスの供給量は、目的とする酸化処理の程度
に応じて適宜選定され、流量制御機構73および76に
よって制御される。
と酸素ガスとの量比は、化学量論に従って2:1である
必要はなく、酸素ガスが若干過剰に供給されるのが普通
である。ここに過剰の酸素ガスは、キャリアガスとして
作用し、また酸化処理炉60内において酸化処理に寄与
することとなる。水素ガスを過剰に供給することは、爆
発の危険があるので避けるべきである。また、水素ガス
および酸素ガスの供給量は、目的とする酸化処理の程度
に応じて適宜選定され、流量制御機構73および76に
よって制御される。
【0026】以上のようにして燃焼空間Sにおいて発生
した水蒸気は、内筒40の下端の貫通孔42を通過して
筒状空間41による水蒸気通路を上昇するが、この筒状
空間41を区画する燃焼容器21の周囲には冷却機構3
2が設けられているため、高温の水蒸気は、先ず、この
筒状空間41による水蒸気通路を流過する間に冷却され
る。
した水蒸気は、内筒40の下端の貫通孔42を通過して
筒状空間41による水蒸気通路を上昇するが、この筒状
空間41を区画する燃焼容器21の周囲には冷却機構3
2が設けられているため、高温の水蒸気は、先ず、この
筒状空間41による水蒸気通路を流過する間に冷却され
る。
【0027】筒状空間41よりの水蒸気は次に水蒸気排
出部25に到達し、この水蒸気排出部25に設けられた
下方の内部放熱板45の貫通孔48を通過し、次いで上
方の内部放熱板46の貫通孔49を通過するが、放熱板
45および46により表面積の大きい水蒸気の通路が形
成されているため、高温の水蒸気は内部放熱板45およ
び46との間で高い効率で熱交換されることとなり、そ
の結果、水蒸気が冷却されて低温となる。
出部25に到達し、この水蒸気排出部25に設けられた
下方の内部放熱板45の貫通孔48を通過し、次いで上
方の内部放熱板46の貫通孔49を通過するが、放熱板
45および46により表面積の大きい水蒸気の通路が形
成されているため、高温の水蒸気は内部放熱板45およ
び46との間で高い効率で熱交換されることとなり、そ
の結果、水蒸気が冷却されて低温となる。
【0028】このようにして低温となった水蒸気は水蒸
気排出管26から水蒸気給送管路30に流入し、この水
蒸気給送管路30により、水蒸気導入管63を介して酸
化処理炉60に給送される。
気排出管26から水蒸気給送管路30に流入し、この水
蒸気給送管路30により、水蒸気導入管63を介して酸
化処理炉60に給送される。
【0029】酸化処理炉60において、水蒸気導入管6
3からの水蒸気は反応管61内を下方に流過するが、反
応管61内の半導体ウエハーWはヒータ70によって例
えば900℃程度以上の高温に維持されており、その結
果、半導体ウエハーWに対し所期の酸化処理がなされ
る。なお、水蒸気はその後排気管70によって排気され
る。
3からの水蒸気は反応管61内を下方に流過するが、反
応管61内の半導体ウエハーWはヒータ70によって例
えば900℃程度以上の高温に維持されており、その結
果、半導体ウエハーWに対し所期の酸化処理がなされ
る。なお、水蒸気はその後排気管70によって排気され
る。
【0030】このようにして、酸化処理炉60内の半導
体ウエハーWについて所期の酸化処理がなされた後は、
水蒸気発生装置20に対する水素ガスの導入が停止され
て酸素ガスのみの導入が継続され、これにより、水蒸気
発生装置20、水蒸気給送管路30および酸化処理炉6
0内が酸素ガスによって置換され、その後、更に窒素ガ
スによって置換された状態で半導体ウエハーWが酸化処
理炉60から取り出される。
体ウエハーWについて所期の酸化処理がなされた後は、
水蒸気発生装置20に対する水素ガスの導入が停止され
て酸素ガスのみの導入が継続され、これにより、水蒸気
発生装置20、水蒸気給送管路30および酸化処理炉6
0内が酸素ガスによって置換され、その後、更に窒素ガ
スによって置換された状態で半導体ウエハーWが酸化処
理炉60から取り出される。
【0031】然るに本発明においては、燃焼空間Sより
の水蒸気は、筒状空間41による水蒸気通路を流過する
ときに冷却され、次いで水蒸気排出部25において、内
部放熱板45および46の貫通孔48および49によっ
て形成される通路を通過することにより、冷却される。
そして、水蒸気排出部25に外部放熱板52が設けられ
ている場合には、この冷却効率が一層高いものとなる。
従って、水蒸気発生装置20において多量の水蒸気を発
生させる結果、燃焼温度が高温となった場合において
も、水蒸気排出管26から水蒸気給送管路30に流入す
る水蒸気を低温のものとすることができ、水蒸気給送管
路30をテフロンなどのフッ素樹脂により構成したとき
にも、その変形などが生ずることがなく、リークが生ず
ることがない。このため、水蒸気発生装置20において
多量の水蒸気を発生させ、これを安定に酸化処理炉60
に給送することができる。
の水蒸気は、筒状空間41による水蒸気通路を流過する
ときに冷却され、次いで水蒸気排出部25において、内
部放熱板45および46の貫通孔48および49によっ
て形成される通路を通過することにより、冷却される。
そして、水蒸気排出部25に外部放熱板52が設けられ
ている場合には、この冷却効率が一層高いものとなる。
従って、水蒸気発生装置20において多量の水蒸気を発
生させる結果、燃焼温度が高温となった場合において
も、水蒸気排出管26から水蒸気給送管路30に流入す
る水蒸気を低温のものとすることができ、水蒸気給送管
路30をテフロンなどのフッ素樹脂により構成したとき
にも、その変形などが生ずることがなく、リークが生ず
ることがない。このため、水蒸気発生装置20において
多量の水蒸気を発生させ、これを安定に酸化処理炉60
に給送することができる。
【0032】なお、水蒸気給送管路30内における水蒸
気が過冷却状態となった場合には、水蒸気給送管路30
において結露が生じて酸化処理炉60に給送される水蒸
気の量を十分に制御することが困難となるが、シート状
ヒータ38によって給送管路30内の水蒸気の温度を1
30℃程度に維持させることにより、結露を防止するこ
とができる。
気が過冷却状態となった場合には、水蒸気給送管路30
において結露が生じて酸化処理炉60に給送される水蒸
気の量を十分に制御することが困難となるが、シート状
ヒータ38によって給送管路30内の水蒸気の温度を1
30℃程度に維持させることにより、結露を防止するこ
とができる。
【0033】図4は、本発明の水蒸気発生装置において
好適に利用することのできるガス導入ヘッド90の断面
図である。このガス導入ヘッド90は、水素ガス導入管
22と酸素ガス導入管23とによる二重間構造部分の上
端に設けられ、水素ガス導入管22の開口22Aおよび
酸素ガス導入管23の開口23Aは、ガス導入ヘッド9
0の外周において互いに上下に重なるよう、いずれも半
径方向外方に拡がりながら斜め上方に傾斜して伸びる水
素ガス通路22Bおよび酸素ガス通路23Bの先端に形
成されている。これらの水素ガス通路22Bおよび酸素
ガス通路23Bは、外方に拡開しながら螺旋状に伸びる
状態のものとしてもよい。
好適に利用することのできるガス導入ヘッド90の断面
図である。このガス導入ヘッド90は、水素ガス導入管
22と酸素ガス導入管23とによる二重間構造部分の上
端に設けられ、水素ガス導入管22の開口22Aおよび
酸素ガス導入管23の開口23Aは、ガス導入ヘッド9
0の外周において互いに上下に重なるよう、いずれも半
径方向外方に拡がりながら斜め上方に傾斜して伸びる水
素ガス通路22Bおよび酸素ガス通路23Bの先端に形
成されている。これらの水素ガス通路22Bおよび酸素
ガス通路23Bは、外方に拡開しながら螺旋状に伸びる
状態のものとしてもよい。
【0034】このような構成のガス導入ヘッド90を用
いると、水素ガス通路22Bおよび酸素ガス通路23B
の方向性により、燃焼空間Sに対して水素ガスが半径方
向外方に拡がる状態で供給されるため、多量の水蒸気を
発生させるために多量の水素ガスおよび酸素ガスを供給
したときにも、炎Fが半径方向に太るようになるが上方
に高く伸びることはなく、従って、燃焼容器21および
内筒40の高さ、ひいては水蒸気発生装置20をそれ程
大きくすることなしに、燃焼容器21の内面に炎Fが直
接に接触することを回避することができる利点がある。
いると、水素ガス通路22Bおよび酸素ガス通路23B
の方向性により、燃焼空間Sに対して水素ガスが半径方
向外方に拡がる状態で供給されるため、多量の水蒸気を
発生させるために多量の水素ガスおよび酸素ガスを供給
したときにも、炎Fが半径方向に太るようになるが上方
に高く伸びることはなく、従って、燃焼容器21および
内筒40の高さ、ひいては水蒸気発生装置20をそれ程
大きくすることなしに、燃焼容器21の内面に炎Fが直
接に接触することを回避することができる利点がある。
【0035】すなわち、本発明においては、燃焼容器2
1、内筒40、水蒸気排出部25、水蒸気排出管26、
内部放熱板45および46並びに外部放熱板52は、そ
の全部を石英により一体的に形成することが好ましい
が、炎Fが直接に石英製の壁面に接触すると石英が結晶
化して脆弱化し、また水蒸気に対する不純物源となるお
それがある。然るに、多量の水素ガスと酸素ガスを燃焼
空間S内に単に直上方に向けて供給すると、形成される
炎Fの高さが大きくなり、燃焼空間Sの天井を形成する
壁面、例えば内筒40の上壁などに接触するようにな
る。
1、内筒40、水蒸気排出部25、水蒸気排出管26、
内部放熱板45および46並びに外部放熱板52は、そ
の全部を石英により一体的に形成することが好ましい
が、炎Fが直接に石英製の壁面に接触すると石英が結晶
化して脆弱化し、また水蒸気に対する不純物源となるお
それがある。然るに、多量の水素ガスと酸素ガスを燃焼
空間S内に単に直上方に向けて供給すると、形成される
炎Fの高さが大きくなり、燃焼空間Sの天井を形成する
壁面、例えば内筒40の上壁などに接触するようにな
る。
【0036】このような事態を回避するためには、勿
論、燃焼空間Sの高さを十分に大きくすればよいが、こ
の場合には水蒸気発生装置全体が大型のものとなる。然
るに、上記のようなガス導入ヘッド60を用いれば、炎
Fの高さが大きくなることがないため、水蒸気発生装置
をそれ程大型化させることなしに炎Fが燃焼空間Sの内
壁面に接触することを回避することができる。
論、燃焼空間Sの高さを十分に大きくすればよいが、こ
の場合には水蒸気発生装置全体が大型のものとなる。然
るに、上記のようなガス導入ヘッド60を用いれば、炎
Fの高さが大きくなることがないため、水蒸気発生装置
をそれ程大型化させることなしに炎Fが燃焼空間Sの内
壁面に接触することを回避することができる。
【0037】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明においては、種々の変形を加えることが可能
である。例えば、水蒸気排出部においては、その内部放
熱板は必須であるが、外周壁における外部放熱板は必ず
しも必須のものではなく、内筒も除去することが可能で
ある。また、内部放熱板の形態、数は特に限定されるも
のではない。更に、水素ガス導入管および酸素ガス導入
管は、それらが二重管構造であることは必須のことでは
なく、ガス加熱ヒータは水素ガスおよび酸素ガスのいず
れか一方を加熱する構成であってもよい。酸化処理炉と
しては縦型炉が例示されているが、横型炉であってもよ
い。
が、本発明においては、種々の変形を加えることが可能
である。例えば、水蒸気排出部においては、その内部放
熱板は必須であるが、外周壁における外部放熱板は必ず
しも必須のものではなく、内筒も除去することが可能で
ある。また、内部放熱板の形態、数は特に限定されるも
のではない。更に、水素ガス導入管および酸素ガス導入
管は、それらが二重管構造であることは必須のことでは
なく、ガス加熱ヒータは水素ガスおよび酸素ガスのいず
れか一方を加熱する構成であってもよい。酸化処理炉と
しては縦型炉が例示されているが、横型炉であってもよ
い。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明の酸化処理装置に
よれば、燃焼容器の上部における水蒸気排出部に放熱部
材が設けられているため、燃焼空間内の燃焼温度が高温
となった場合にも、水蒸気排出部を通過することによっ
て水蒸気が冷却され、その結果水蒸気排出部から水蒸気
給送管路に流入する水蒸気が低温となる。従って、水蒸
気給送管路がテフロンなどのフッ素樹脂により構成され
ているときにもリークを生ずることがなく、水蒸気発生
装置において多量の水蒸気を発生させてこれを安定に酸
化処理炉に給送することができる。
よれば、燃焼容器の上部における水蒸気排出部に放熱部
材が設けられているため、燃焼空間内の燃焼温度が高温
となった場合にも、水蒸気排出部を通過することによっ
て水蒸気が冷却され、その結果水蒸気排出部から水蒸気
給送管路に流入する水蒸気が低温となる。従って、水蒸
気給送管路がテフロンなどのフッ素樹脂により構成され
ているときにもリークを生ずることがなく、水蒸気発生
装置において多量の水蒸気を発生させてこれを安定に酸
化処理炉に給送することができる。
【図1】本発明の一実施例に係る酸化処理装置における
水蒸気発生装置の構成を示す説明用縦断正面図である。
水蒸気発生装置の構成を示す説明用縦断正面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る水蒸気発生装置におけ
る水蒸気排出部の説明用横断平面図である。
る水蒸気排出部の説明用横断平面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る酸化処理装置の全体の
構成を概略的に示す説明図である。
構成を概略的に示す説明図である。
【図4】本発明において好適に用いられるガス導入ヘッ
ドの構成の一例を示す説明用縦断面図である。
ドの構成の一例を示す説明用縦断面図である。
20 水蒸気発生装置 21 燃焼容器 22 水素ガス導入管 22A 水素ガ
ス導入管の開口 22B 水素ガス通路 23A 酸素ガ
ス導入管の開口 23B 酸素ガス通路 22P 水素ガ
ス導入管の拡大径部 23 酸素ガス導入管 23A 酸素ガ
ス導入管の開口 25 水蒸気排出部 26 水蒸気排
出管 30 水蒸気給送管路 32 冷却機構 33 ガス加熱用ヒータ 35 チューブ 36,64 ナット 38 シート状
ヒータ 40 内筒 41 筒状空間 42 貫通孔 45,46 内
部放熱板 48,49 貫通孔 52 外部放熱
板 60 酸化処理炉 61 反応管 62 水蒸気導入ポート 63 水蒸気導
入管 65 キャップ 66 保温筒 68 ウエハーボート 69 ヒータ 70 排気管 73,76,8
3 流量制御機構 74 水素ガス源 75 切替えバ
ルブ 77 酸素ガス源 80 窒素ガス
源 81 窒素ガス導入管 90 ガス導入
ヘッド F 炎 S 燃焼空間 W 半導体ウエハー
ス導入管の開口 22B 水素ガス通路 23A 酸素ガ
ス導入管の開口 23B 酸素ガス通路 22P 水素ガ
ス導入管の拡大径部 23 酸素ガス導入管 23A 酸素ガ
ス導入管の開口 25 水蒸気排出部 26 水蒸気排
出管 30 水蒸気給送管路 32 冷却機構 33 ガス加熱用ヒータ 35 チューブ 36,64 ナット 38 シート状
ヒータ 40 内筒 41 筒状空間 42 貫通孔 45,46 内
部放熱板 48,49 貫通孔 52 外部放熱
板 60 酸化処理炉 61 反応管 62 水蒸気導入ポート 63 水蒸気導
入管 65 キャップ 66 保温筒 68 ウエハーボート 69 ヒータ 70 排気管 73,76,8
3 流量制御機構 74 水素ガス源 75 切替えバ
ルブ 77 酸素ガス源 80 窒素ガス
源 81 窒素ガス導入管 90 ガス導入
ヘッド F 炎 S 燃焼空間 W 半導体ウエハー
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化処理炉と、この酸化処理炉に水蒸気
給送管路を介して接続された水蒸気発生装置とを備えて
なり、 前記水蒸気発生装置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下
部において容器内空間に開口する水素ガス導入管および
酸素ガス導入管と、前記燃焼容器内において水素ガスが
酸素ガスにより燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガス
の少なくとも一方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の
上部に設けられた、前記水蒸気給送管路が接続された筒
状の水蒸気排出部と、この水蒸気排出部に、それぞれ内
部空間を塞ぐよう設けられ、変位した位置に貫通孔が形
成された複数の内部放熱板を含む放熱部材と、前記燃焼
容器の周囲に設けられた冷却機構とを有してなることを
特徴とする酸化処理装置。 - 【請求項2】 酸化処理炉と、この酸化処理炉に水蒸気
給送管路を介して接続された水蒸気発生装置とを備えて
なり、 前記水蒸気発生装置は、燃焼容器と、この燃焼容器の下
部において容器内空間に開口する水素ガス導入管および
酸素ガス導入管と、前記燃焼容器内において水素ガスが
酸素ガスにより燃焼するよう、水素ガスおよび酸素ガス
の少なくとも一方を加熱するヒータと、前記燃焼容器の
上部に設けられた、前記水蒸気給送管路が接続された水
蒸気排出部と、この水蒸気排出部に設けられた放熱部材
と、前記燃焼容器の周囲に設けられた冷却機構とを有し
てなり、 前記燃焼容器内に、上部が閉塞された燃焼空間を区画す
る内筒が設けられ、この内筒の外周面と燃焼容器の内周
面との間の筒状空間が、その下部において前記内筒内の
燃焼空間と連通すると共にその上部において水蒸気排出
部の内部空間と連通して水蒸気通路を形成することを特
徴とする酸化処理装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134483A JP3126487B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 酸化処理装置 |
KR1019930007208A KR100304287B1 (ko) | 1992-04-28 | 1993-04-28 | 연소장치 및 이것을 구비한 산화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04134483A JP3126487B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 酸化処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05304136A JPH05304136A (ja) | 1993-11-16 |
JP3126487B2 true JP3126487B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=15129386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04134483A Expired - Fee Related JP3126487B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 酸化処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3126487B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06153755A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-03 | Nobuteru Matsushima | からす用おどし具 |
KR101009212B1 (ko) | 2006-07-05 | 2011-01-19 | 알보르그 인더스트리 에이/에스 | 가스 튜브 스팀 보일러에 스팀을 생성하는 방법 및 상기 방법을 사용하는 가스 튜브 스팀 보일러 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100302584B1 (ko) * | 1996-12-10 | 2001-11-30 | 김영환 | 산화탄탈륨박막제조방법 |
CN105470168B (zh) * | 2015-11-20 | 2018-09-25 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 用于高温氧化炉的氢氧合成装置及*** |
CN107768288B (zh) * | 2017-11-24 | 2024-02-09 | 合肥真萍电子科技有限公司 | 一种集成电路12寸晶圆全自动传输热处理炉管 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP04134483A patent/JP3126487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06153755A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-03 | Nobuteru Matsushima | からす用おどし具 |
KR101009212B1 (ko) | 2006-07-05 | 2011-01-19 | 알보르그 인더스트리 에이/에스 | 가스 튜브 스팀 보일러에 스팀을 생성하는 방법 및 상기 방법을 사용하는 가스 튜브 스팀 보일러 |
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---|---|
JPH05304136A (ja) | 1993-11-16 |
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