JP3503918B2 - 熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置 - Google Patents
熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置Info
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Description
熱処理を行う熱処理炉において、雰囲気ガスやCVD用
ガス等を安全に排出するための方法と装置に関する。
導体ウェハに不純物の拡散を行う拡散炉等の熱処理炉に
おいて、アニーリングに際して雰囲気ガスやCVD用ガ
スとして使用される水素ガス等は、爆発性を有する可燃
ガスであることから、使用後にそのまま炉外に排出する
ことはできない。
スを、排気中の濃度が一定値以下になるように窒素ガス
等の不活性ガスにより希釈した後に炉外に排出すること
が行われている。しかし、この方法では熱処理中は常に
可燃ガスを希釈する必要があるため、大量の不活性ガス
が消費されることになり、無視できないランニングコス
トが付加される。
燃焼させた後に炉外に排出することも行われている。こ
の方法によれば、希釈ガスを必要としないのでコスト的
には有利である。しかし、この方法では、燃焼系統に異
常が発生して可燃ガスを燃焼させることができなくなっ
た場合、被処理品の保護と安全の確保を図るために熱処
理を中断せざるを得ない事態になることがある。そのよ
うな事態になるとスループットへの悪影響を無視するこ
とができない。
る熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置を提供す
ることを目的とする。
は、熱処理空間から排出される可燃ガスを燃焼させた後
に炉外に排出する熱処理炉において、その可燃ガスの燃
焼によって発生する炎の有無を検知し、その可燃ガスの
排出時に前記炎が検知されない場合に、その可燃ガスを
希釈ガスにより希釈した後に炉外に排出することを特徴
とする。
理空間から排出される可燃ガスを炉外に排出するための
排出路と、その排出路を流動する可燃ガスの燃焼装置
と、その燃焼装置による可燃ガスの燃焼によって発生す
る炎の有無を検知する手段と、その可燃ガスの排出時に
前記炎が検知されない場合に、前記排出路に可燃ガスの
希釈ガスを導入する手段とを備えることを特徴とする。
ら排出される可燃ガスを燃焼させた後に炉外に排出する
ので、可燃ガスを希釈する必要はない。また、その可燃
ガスの排出時に、可燃ガスの燃焼によって発生する炎が
検知されない場合は、その可燃ガスを希釈ガスにより希
釈した後に炉外に排出するので、処理を中断することな
く被処理品の保護と安全の確保を図ることができる。こ
れにより、可燃ガスを燃焼させることができない場合で
も熱処理を中断する必要はなく、しかも、大量の希釈ガ
スを消費することなく、可燃ガスを炉外に安全に排出す
ることができる。
ことができる。
施形態を説明する。図1に示す熱処理炉1は、炉体2
と、この炉体2の上部2aに内蔵される下端開口の石英
ガラス製プロセス管3と、このプロセス管3を囲むよう
に炉体上部2aに設けられるヒータ4とを備える。その
プロセス管3の内部が熱処理空間3aとされ、この熱処
理空間3aに、半導体ウェハ等の熱処理対象物5を搭載
する縦型ボート6が収容される。そのボート6は、炉体
2の下部2bからプロセス管3に対する挿入と取り出し
とが可能とされる。また、そのプロセス管3の下端は炉
体2の下部2bに設けられた公知の閉鎖機構(図示省
略)により気密状に閉鎖可能とされている。
示省略)から石英ガラス製の配管11を介して複数種類
の熱処理用のガスが供給可能とされている。その配管1
1は、各種類のガスを個別に供給できるように分岐さ
れ、各分岐部分が開閉弁12と流量制御弁13とを介し
て相異なる高圧ガス供給源に接続される。その熱処理用
のガスとして、例えば水素等の爆発性を有する可燃ガス
が含まれる。
石英ガラス製の第1排気管7aが設けられている。その
第1排気管7aは、炉体2の上部2a内において、その
熱処理空間3aから排出される可燃ガスを燃焼するため
の燃焼装置8に接続される。その燃焼装置8の上部から
炉体外に延びる石英ガラス製の第2排気管7bが設けら
れている。その第1排気管7a、燃焼装置8、および第
2排気管7bの内部が、上記熱処理空間3aから排出さ
れるガスを炉外に排出するための排出路を構成する。そ
の第2排気管7bは、排気ボックス18を介して第1排
気ダクト19に接続される。
に排気するため、炉体2の内部に通じる第3排気管7c
が排気ボックス18を介して第2排気ダクト26に接続
されている。その炉体2、第3排気管7c、および第2
排気ダクト26にガス検知器20が設けられ、プロセス
管3のガス漏れが発生した場合、その検知器20から警
報装置(図示省略)に信号が送られることで警報が発せ
られる。
きるように、その燃焼装置8に石英ガラス製の希釈ガス
供給用配管15の一端が接続され、その配管15の他端
は開閉弁16と流量制御弁17とを介して高圧ガス供給
源(図示省略)に接続される。その希釈ガスとして、例
えば窒素等の不活性ガスが用いられる。
英ガラス製のハウジング21と点火機構22を有する。
このハウジング21の底壁を、上記第1排気管7aと希
釈ガス供給用配管15とが貫通する。そのハウジング2
1内において、その第1排気管7aの一端部は上向きに
開口し、可燃ガスと希釈ガスとが混合し易いように、そ
の第1排気管7aの開口近傍において希釈ガス供給用配
管15の一端部は横向きに開口する。なお、その希釈ガ
ス供給用配管15に代えて、その第1排気管7aの外径
よりも大きな内径を有する配管により第1排気管7aを
覆って2重管構造とし、その配管と第1排気管7aとの
間を通してハウジング21内に希釈ガスを導入するよう
にしてもよい。
導入口21aが形成される。そのハウジング21の内圧
が第1排気管7aから導入される可燃ガスの流動により
低下することで、その空気導入口21aからハウジング
21内に空気が導入される。なお、そのハウジング21
の内圧は、希釈ガス供給用配管15から希釈ガスが導入
されて流動することで、可燃ガスのみが流動する場合よ
りも低下する。よって、その空気導入口21aを常に開
いた状態にしておくことで導入空気量を増加させ、その
導入空気を希釈ガスとして利用し、高価な不活性ガスの
使用量を減少させることができる。あるいは、その希釈
ガス供給用配管15から希釈ガスをハウジング21に導
入する時に、その空気導入口21aを閉鎖する機構を設
け、熱処理炉1の周囲環境に乱れが生じるおそれを回避
するようにしてもよい。
の内部において第1排気管7aの開口の上方に配置され
る抵抗線22aと、この抵抗線22aへの電力供給装置
22bとを有する。その抵抗線22aの発熱により、そ
のハウジング21内で空気と混合されて排出路を流動す
る可燃ガスに点火することができる。その点火により、
ハウジング21内において図中2点鎖線で示すように炎
Fが発生する。
って発生する炎Fの有無を検知するセンサ31が設けら
れている。すなわち、そのハウジング21の上部に透明
部材により覆われる覗き窓32が設けられ、その窓32
を介してハウジング21の外部に至る炎Fの発する赤外
線等が、そのセンサ31により検知される。
7bの内部に可燃ガスの検知器25が設けられ、可燃ガ
スが燃焼されることなく第2排気管7bに至った場合、
その検知器25から警報装置(図示省略)に可燃ガスの
検知信号が送られることで警報が発せられる。
するセンサ31は制御機構41に接続される。その制御
機構41は、上記プロセス管3に可燃ガスを供給する配
管11途中に設けられた開閉弁12と流量制御弁13、
希釈ガス供給用配管15の途中に設けられた開閉弁16
と流量制御弁17、および電力供給装置22bを、記憶
したプログラムに従い制御する。そのため、各弁12、
13、16、17は電磁弁により構成される。
た熱処理を行う場合の制御機構41による制御手順を示
す。まず、電力供給装置22bから電力を供給して抵抗
線22aを発熱させる(ステップ1)。次に、配管11
における可燃ガスに対応する開閉弁12を開き、流量制
御弁13の開度を予め設定された値とする(ステップ
2)。これにより、設定流量の可燃ガスが熱処理空間3
aに送られ、その可燃ガスを用いて所定のアニーリング
が行われる。その可燃ガスは、熱処理空間3aから第1
排気管7aを介して燃焼装置8のハウジング21に導入
され、空気導入口21aからハウジング21に導入され
る空気と混合され、排出路を流動して抵抗線22aと接
触する。その抵抗線22aとの接触により可燃ガスは燃
焼され、炎Fが発生する。その燃焼された可燃ガスは第
2排気管7b、排気ボックス18、第1排気ダクト19
を介して炉外に排出される。
信号に基づいて判断する(ステップ3)。その炎Fがセ
ンサ31により検知されている間は、上記手順を繰り返
す。これにより、可燃ガスは燃焼され続け、希釈ガスが
排出路に導入されることはない。
場合、可燃ガスがプロセス管3から排出されているか否
かを判断する(ステップ4)。この判断は、例えば、制
御機構41から開閉弁12の開き指示信号が出力されて
いるか否かにより行うことができる。また、上記第2排
気管7bに設けた検知器25により可燃ガスが検知され
ているか否かにより判断してもよい。また、その開閉弁
12の開閉検知用のセンサを設け、そのセンサからの信
号に基づき判断するようにしてもよい。
スを用いる熱処理が実行されたり、熱処理が完遂された
場合であるので、可燃ガスを用いる熱処理の制御を終了
する。
サ31により検知されない場合は、希釈ガス供給用配管
15の開閉弁16を開き、流量制御弁17の開度を予め
設定された値として排出路に希釈ガスを導入する(ステ
ップ5)。これにより、その可燃ガスは希釈ガスにより
爆発限界濃度等に対応する所定の安全値まで希釈され、
しかる後に炉外に排出される。例えば、その可燃ガスと
して爆発限界濃度が4%である水素ガスが流量Qで排出
され、希釈後の水素ガス濃度を安全余裕を見て1%とす
る場合は、窒素ガス等の希釈ガスの流量が100Qとな
るように流量制御弁17の開度を予め設定する。これに
より、上記手順を繰り返すことで、プロセス管3に供給
する可燃ガスの流量を含むプロセス条件を何等変更する
ことなく、且つ、排気ガスに含まれる爆発性ガス等の可
燃ガスの組成を極力少なくして安全性を確保した状態
で、目的の熱処理を完遂することができる。なお、可燃
ガスの燃焼異常の正常復帰は、原因究明およびその対策
を待って、熱処理中にまたは熱処理後に行うことができ
る。
い。例えば、可燃ガスは水素ガスに限定されず、希釈す
ることが有効な可燃ガスであれば本発明を適用できる。
また、希釈ガスも窒素ガスに限定されず、可燃ガスの危
険性を希釈により低減できるものであればよい。また、
熱処理炉は単に一定の雰囲気中での加熱を目的とした炉
に限定されず、例えば、半導体材料に対して熱化学反応
や化学気相堆積を行うために、炉内に可燃ガスが供給さ
れ、あるいは可燃ガスの発生源を包含する炉を含み、ま
た、縦型の炉に限定されるものでもない。
せることなく、且つ、ランニングコストを増加させるこ
となく、可燃ガスを安全に排出できる熱処理炉のガス排
出方法およびガス排出装置を提供できる。
説明図
順を示すフローチャート
Claims (2)
- 【請求項1】 熱処理空間から排出される可燃ガスを燃
焼させた後に炉外に排出する熱処理炉において、 その可燃ガスの燃焼によって発生する炎の有無を検知
し、 その可燃ガスの排出時に前記炎が検知されない場合に、
その可燃ガスを希釈ガスにより希釈した後に炉外に排出
することを特徴とする熱処理炉のガス排出方法。 - 【請求項2】 熱処理空間から排出される可燃ガスを炉
外に排出するための排出路と、 その排出路を流動する可燃ガスの燃焼装置と、 その燃焼装置による可燃ガスの燃焼によって発生する炎
の有無を検知する手段と、 その可燃ガスの排出時に前記炎が検知されない場合に、
前記排出路に可燃ガスの希釈ガスを導入する手段とを備
える熱処理炉のガス排出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25246596A JP3503918B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25246596A JP3503918B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1079354A JPH1079354A (ja) | 1998-03-24 |
JP3503918B2 true JP3503918B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17237769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25246596A Expired - Lifetime JP3503918B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 熱処理炉のガス排出方法およびガス排出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3503918B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070187386A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Poongsan Microtec Corporation | Methods and apparatuses for high pressure gas annealing |
JP2006344984A (ja) * | 2006-07-06 | 2006-12-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 水素アニール処理方法及びその装置 |
JP5700646B2 (ja) * | 2011-01-08 | 2015-04-15 | 株式会社日立国際電気 | 水素アニール処理方法及び水素アニール処理装置 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP25246596A patent/JP3503918B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1079354A (ja) | 1998-03-24 |
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