JPH01264228A - 外部燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハーの炉における熱酸化膜製造に供
する酸素−水素ガスによる外部燃焼装置に関するものの
うち、製品ウェハーの処理反応管外で水蒸気を発生させ
る装置に間するものである。

〔従来の技術〕

近年、良質な酸化膜を得ることはデバイスの品質、性能
に大いに影響し、技術的重要度が上ってきている。

従来は管状炉の中に設置された石英管内に酸素−水素ガ
スを導入し、その部分で燃焼させて水蒸気を得ていた。

このため、ガス導入から点火、燃焼までの一連の手順に
時間を要し、均一な薄い酸化膜を得ることが困難なこと
や、又燃焼温度の影響で炉の均熱域に変化を与え、同時
処理枚数を減じてしまうなどの欠点があった。

このため、第４図（ａ）〜（Ｃ）に示すようなウェハー
処理反応管１の外部で酸素ガス及び水素ガスを燃焼させ
て、生成した水蒸気を反応管１へ導き、酸化膜を形成す
る装置が提案されている。

例えば、第４図（ａ）では、予め、酸素導入口３と水素
導入ロアからの酸素及び水素の両ガスを混合し、ヒータ
１１にて水素の自然発火点である約５６０℃以上に熱せ
られた部分へ導入される。１２は断熱材である。（ＦＵ
Ｌ、通常このヒータ１１は点火の確実性と安全性を得る
ため、８００°Ｃ位の温度か利用されている。酸素及び
水素の混合ガスは燃焼し、水蒸気となって反応管１へと
導かれる。第４図ｆｂ）　、　（ｃ）は第４図（ａ）の
改良型で、点火部分であるし−タ部か小さくなるように
工夫された（ｌのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の酸素−水素ガス外部燃焼装置は第４図に
示した様に、混合ガスを燃焼室へ導入する場合も、燃焼
室で混きする場合も、燃焼火炎が一方向を向いてしまう
。従って、約３０００℃ある火炎の影響をどうするかと
いう大きな問題があっ／、二。

燃焼量を多くすれば、高温の火炎が容器反対側に達して
しまう、容器は通常石英で作られているので、この部分
が洛は出してしまう恐れがある。

又、高温であるため、石英含有の不純物が燃え出すなど
の不都合により大きな装置寸法で小菫の燃焼しかできな
いという欠点があった。

このことは安全上から見ても不都合なものであった。

本発明の目的は前記問題点を解消した外部燃焼装置を提
供ずろことにある。

〔課題を解決τ−るための手段〕

Ｊｌ記目的を達成するため、本発明においては、少なく
も酸素ガスと、水素カスとを密封容器内へ、導入し、該
容器内で着火燃焼させ、水蒸気を発生させる酸素−水素
カスによる外部燃焼装置において、酸素カスの導入［］
と水水ガスの導入口とを前記密封容器内に互いに向き合
せに配設したものである。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１の縦断面図である６本装置は
ほとんどが石英硝子の一体構造のものである。１は内外
２重壁構造の石英製密封容器であり、２は水素取入［１
である６水素取入ロ２がら入った水素ガスは容器１の内
外壁間に形成さｈ　ｉ−通路９を通して水素導入ロアか
ら容器１内へ導入される。３は酸素導入Ｌ１であり、水
素導入［−１７と相対している。４は生成した水蒸気を
反応管へど導き出すための取出口である。５はＺ　ｈ、
、６は電極リードで、高電圧にて一対の’ｌｓ＆５．５
間で旅；さぜ、容器１の燃焼室８内にて水素導入口７か
らの水素に点火するものである。

ここで、第３図を用いて点火の手順を説明する。

第３図ｆａ）は点火以前の状態で酸素導入口３及び水素
導入ロアからは窒素を基本としたガスを流している。第
３図（ｂ）は点火前準備で酸素導入口３から酸素ガスを
流し燃焼室８内を酸素に置換している。十分に酸素にて
置換された状態になった擾、水素導入ロアから水素を燃
焼室８へ導入する。

水素の流量は点火するまで１〜２Ｑ／分程度の小波を流
し、点火後所定の量まで増加させる。第３図（Ｃ）に示
すように、点火時、電極５．５間に高電圧をかけて放電
させ水素に点火する。

第３図（ｄ）は燃焼中の状態を示すもので、水素導入ロ
アからの水素と、酸素導入口３からの酸素が燃焼室８の
中央部で衝突し、火炎特に高温な外炎が容器１の内壁に
当ることなく、大量の水蒸気の発生が可能となる。−度
点火すれば、ガス供給を停止するまで連続的に燃焼する
ものである。

又、容器１を２重ｎ４遺とし、この部分に水素を流すの
は、容器１の冷却と水素カスを余熱して燃え易くするた
めの２つの目的を持つ。

（実施例２） 第２図は本発明の実施例２を示す縦断面図て゛ある０本
実施例は点火方式をヒータによる点火方式に変更したも
のである。ヒータ１０を水素導入ロアのごく近傍に配す
ることにより、点火時の少流最水素で点火し、通常流量
では火炎は大きくなり、ヒータ１０部分で大きく昇温し
ないようにしである、抵抗加熱であるため、熱電対を用
いてその制御がし吊＜、又この熱電対を利用しての燃焼
モニターにも利用できるという利点がある。

〔発明の効果〕

以Ｆ説明したように本発明は酸素カスと水素カスを燃焼
室で衝突させながら、燃焼させて水蒸気を発生させるた
め、穀も高温になる燃焼外炎か容器内壁に当ることなく
、燃焼が続行でき、従って、比較的小さな容器で大量の
水蒸気の発生か可能となるばかりでなく、石英容器の燃
焼熱による溶融破損を防止でき、安全性を確保できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の縦断面図、第２図は本発明
の実施例２の縦断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は第１の
実施例における燃焼手順を示す模式図、第４図ｆａ）〜
（Ｃ）は従来技術における燃焼装置の縦断面図である。 ■・・・密封容器（外壁）　　２・・・水素収入口３・
・・酸素導入口　　　　　４・・・水蒸気取出口５・・
・電極　　　　　　　　　６・・・電極リード７・・・
水素導入口　　　　　８・・・燃焼室１０・・・ヒータ 特許出願人　　日本電気株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　菅　野　　　中・・ノ 一ミ 第２図 第１図 （α） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくも酸素ガスと、水素ガスとを密封容器内へ
   導入し、該容器内で着火燃焼させ、水蒸気を発生させる
   酸素−水素ガスによる外部燃焼装置において、酸素ガス
   の導入口と水素ガスの導入口とを前記密封容器内に互い
   に向き合せに配設したことを特徴とする外部燃焼装置。