JPH01252809A

JPH01252809A - 縦型酸化装置

Info

Publication number: JPH01252809A
Application number: JP63211773A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nakao; 賢中尾; Sadao Sakamoto; 坂本　禎男; Sadao Maruchi; 丸地　貞男
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1989-10-09
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: KR890005822A; KR970007113B1; JP2681113B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、酸化装置に関する。

（従来の技術）従来、酸化炉として、例えば、ＵＳＰ４，０１８，１８
４゜４４６７．９１５．４，３１５，４７９．４，２６
８，５３８、特公昭５８−１８２及び特公昭６２−６３
４２号公報に開示されたものがある。

二九らはいずれも横型の酸化炉である。横型の酸化炉は
、ウェハを酸化処理する横置きのプロセスチューブを有
している。プロセスチューブの周囲には、ウェハ加熱用
の加熱手段と、水蒸気発生用の加熱手段とを配置してい
る６すなわち、横型の酸化炉は、プロセスチューブの内
部を水蒸気発生用の燃焼領域と酸化膜生成領域とに兼用
したものである。

一方、　ＵＳＰ４，０１８，１８４．特開昭５５−９０
４０５号、特開昭５４−５２４７０号、特開昭６０−１
３１８０７号公報では、プロセスチューブとは別個に水
蒸気発生用の外部燃焼装置を配置している。この燃焼室
内で水素ガスをその着火点以上の温度の熱源に酸素ガス
と共に接触させる。これによって、酸素ガス、水素ガス
を燃焼化合して水蒸気を得る。この水蒸気をプロセスチ
ューブ内に供給するように構成している。

また、従来、ウェハの表面に酸化膜を生成する場合に１
反応管内を水蒸気雰囲気にするウェット酸化法が採用さ
れている。

ウェット酸化法の場合、パイロジェニック酸化と呼ばれ
る方法が一般的に利用されている。この方法は、第１１
図に示すように、水素ガス１と酸素ガス２とを燃焼室内
で燃焼化合させて水蒸気を発生させる。この水蒸気を、
ウェハＷを収容している反応管４に導入する。これによ
り反応管４内を水蒸気雰囲気にする。

なお、第１１図中５は、ウェハボート、６は、ガスバー
ナ、７は、酸素供給路、８は、酸水素炎、９は、水素ガ
スを着火温度にするためのヒータである。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の酸化炉は、いずれも横型のものである。

これらの横型炉の場合には１片持ち状のフォークによっ
て多数例えば１５０枚のウェハを搭載したボートをプロ
セスチューブ内にロード、アンロードする必要がある。

ところで、炉の内壁面及びボートには、前の熱処理によ
って堆積物が付着している。従って、フォークがその自
重によって撓むと、ボートに付着した堆積物が剥がれる
。

これがゴミや不純物としてウェハに付着してしまう問題
がある。

また、横型酸化炉は、大きな設置スペースを要する。し
かし、クリーンルーム内の単位面積あたりのコストは高
い、従って、特にウェハの酸化炉の場合、酸化炉の省ス
ペース化の要請が強い、しかし、従来の横型酸化炉では
、この要請に答えることができなかった。

また、横型炉は上記問題により自動化、大口径化が困難
である。しかも、横型炉の場合、炉内対流によりウェハ
の上下で温度差が生ずる。このため歩留りが悪い、更に
、外部０２の巻き込みが多い。

この結果、横型炉の場合、不要な酸化膜が生じて、ウェ
ハ上の膜厚の制御が困難である。

又、ウェット酸化法の場合、高温の酸水素炎８が、燃焼
室３の入口上壁部１０に近接して、土壁部１０を被う、
ところが、燃焼室３は、石英で形成されている。このた
め、高温加熱されると変質する。

場合によっては、燃焼室３が、溶融し破損するに至るこ
ともある。

また、石英が高温加熱されると、熱分解により石英自体
が不純物となって拡散炉の炉芯管に飛来する。このため
好ましくない状況を作り出す場合もある。従って、この
ような水蒸気によるウェット酸化処理によるものでは、
良好な半導体製品が得られ難い問題がある。

本発明は、上記点に対処してなされたもので、高い歩留
りで被処理体に酸化膜を形成することができ、しかも、
自動化、大口径化が可能であって、更に設置スペースを
大幅に縮小することができる酸化装置を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は、ボートに所定間隔で配列された被処理体が
収容されるプロセスチューブと、このプロセスチューブ
内に水蒸気を送入する如く結合された燃焼室と、この燃
焼室内で第１および第２のガスを燃焼化合させて水蒸気
を発生させる手段と、上記第１および第２のガスの少な
くとも一方のガスを加熱したのち上記燃焼室で上記第１
および第２のガスを混合させる手段とを具備することを
特徴とする。

（作用効果）ボートに所定間隔で配列された被処理体が収容されるプ
ロセスチューブと、このプロセスチューブ内に水蒸気を
送入する如く結合された燃焼室と、この燃焼室内で第１
および第２のガスを燃焼化合させて水蒸気を発生させろ
手段と、−］；記第１および第２のガスの少なくとも一
方のガスを加熱したのち−１−記燃焼室で上記第１−お
よび第２のガスを混合させる手段とを具僅するので、高
い歩留りで被処理体に酸化膜を形成することができ、し
かも、自動化、大口径化が可能である。特に、酸化装置
のプロセスデユープを縦型とすると、設置スペースを大
幅に縮小することができる。

（実　施　例）以下１本発明を半導体ウェハの縦型酸化装置に適用した
一実施例について、図面を参照して説明する６先ず、縦型酸化装置の一般的構成を第１図を参照して説
明する。この縦型酸化装置は、軸方向を垂直軸とするプ
ロセスチューブ１１を有している。

プロセスチューブ１１の周囲には、加熱装置とじて例え
ば筒状ヒータ１３を配置している。プロセスチューブ１
１の上端には、水蒸気導入用の導入口１２が設けられて
いる。ヒータ１３は例えば抵抗加熱型である。

プロセスチューブ１１内には５石英ボート１４が収容さ
れるようになっている。石英ボート１４は、半導体ウェ
ハ（図示せず）を水平状態で、かつ、上下に離間した状
態で複数枚配列支持するようになっている。石英ボート
１４は、プロセスチューブ１１内に垂直方向に沿って搬
入可能である。石英ボート１４の下端には、保温筒１５
が配列されている。保温筒１５は、石英ボート１４を炉
芯に位置させるためのものである。保温筒１５は、ロー
ダ装置１６によって上下動する６保温筒１５の一ヒ下動
によって石英ボート１４をプロセスチューブ１１にロー
ド或いはアンロードするようになっている。尚、保温筒
１５を回転自在に構成し、ボートを回転することによっ
てウェハが周囲の温度、ガスの状態を均一にすることが
できる。

プロセスチューブ１１の下方には、ハンドラー１７が設
４−１られている。ハンドラー１７は、石英ボート１４
をつかんでボート搬送装置に受は渡すためのものである
。

また、この装置では、プロセスチューブ１１とは５１１
個に外部燃焼装置１０が設けられている。即ち、プロセ
スチューブ１１の一ヒ方に横型に水蒸気発生部が設けら
れている。この水蒸気発生部をこの実施例では列部燃焼
装置１０として、構成している。外部燃焼装置１０は、
酸素ガス、水素ガスを燃焼化合させて水蒸気を生成する
。この水蒸気は、プロセスチューブ１１の一端に設けら
れたガス導入１１１２に供給される。

外部燃焼′表置１０は、第２図に示すように次のような
構成を有している。

すなわち、外部燃焼装置１０は、Ｍ−Ｊガス、水素ガス
を独立して通人するための４入管２０．３０を有してい
る。導入管２０．３０の周囲には、予備加熱手段４１．
４２例えば半割れヒータが配置されている。

加熱手段４１．４２は、導入管２０．３０内のガスを発
火点以上の温度まで加熱する。加熱手段４１．４２及び
導入管２０．３０は、燃焼室５０に接続されている。燃
焼室５０は、供給管を介して酸素ガス、水素ガスを燃焼
化合して水蒸気を生成する。生成した水蒸気は、供給管
６０を介してガス導入口１２に供給される。

導入管２０．３０は、同軸の二重管として構成されてい
る。また、酸素ガスの導入管２０の内側に水素ガス導入
管３０が配置されている。

なお、酸素ガスの導入管２０と燃焼室５０とは、−体的
に構成されている。導入管２０及び燃焼室５０は、例え
ば石英ガラスで構成され、接続部は、段付きＷ造２１ａ
になっている。水素ガスの導入管３０は。

チューブコネクタ３４によって支持されている。そして
、酸素ガス心入管２０内に間１ｌｊ２を設けて配設され
、導入管３０の先端に設けられたノズル３３が燃焼室５
０内に配置されるようになっている。

水素ガスの導入管３０は、第３図に示すように、管径例
えば、８ｍｍ水平管３１の一端に水素ガス導入用の垂直
管３２を形成し、他端にノズル３３を形成して構成され
ている。ノズル３３は、上記導入管３０より管径がやや
小さく絞られ、例えば４１１１Ｗｌ水平管３１の水平方
向に対して斜め下方に、所定の角度０で傾斜している。

この傾斜角度Ｏは、例えば５度に設定されている。これ
は酸素ガスとの燃焼化合により発生する炎が直接燃焼室
５０の石英壁面と接触するのを防止できる。

次に、石英ガラスにて一体的に形成された燃焼室５０、
酸素ガスの導入管２０及び供給Ｉ′ｒ！６０について第
４図を参照して説明する。

酸素ガスの導入管２０は、水平管２１と燃焼室５０と接
続部は管径を大きくした連結端２１ａを介して燃焼室５
０と連通している。水平管２１の他端側には、垂直管２
２が分枝している。この垂直管２２より燃焼室５０内に
酸素ガスが導入される。

燃焼室５０には、一端に酸素ガスの導入管２０を有して
いる。他方燃焼室５０の周面の中央部には、さらに、水
蒸気供給管６０が連結されている。

この供給管６０は、大径の水平管６１と細径例えば１２
Ｉｌｌ１１１の垂直管６２とで構成されている。水平管
６１の一端部は、燃焼室５０内に連通している。水平管
６１の一端部には、垂直管６２が形成されている。

このように酸化のための水蒸気供給管６０は、酸・水素
導入管２０．３０の接続端とは反対の一端側に設けない
構造にしている。このため、酸化装置を小型化できる。

また、供給管６０を水素ガスの導入管３０の対向端に設
ける場合に比べて、炎が直接供給管６０内に侵入するの
を防止できる。そして、外部燃焼装置５０の外部に対す
る熱影響を低減できる。

また、供給管６０とガス導入口１２と連結するために、
第１図に示すようにテフロン（商品名）チューブ６３が
水平に配置されている。テフロンチューブ６３の周囲に
は、たとえばテープヒータ等の露結防止用の加熱部６６
が形成されている。

また、テフロンチューブ６３と供給管６０及びガス導入
口２とを連結するために、実施例ではテフロンチューブ
６３の両端に石英挿入管６６ａを挿入している。この両
端をテフロンフィッテング６４に連結する構成を採用し
ている。

次に、二重管を構成する導入管２０．３０の周囲に配置
される加熱手段４０について第５図を参照して説明する
。予備加熱手段４０は、直径方向に対して垂直な方向で
、半割り型ヒータ４１．４２を二重管の上下に配置して
構成されている。半割り型ヒータ４１、４２は、筐体４
３．４４に支持されている。筐体４３゜４４は、第５図
に示すように、ヒンジを介して開閉自在に支持されてい
る。この構造はメンテナンスに極めて、有利である。

また、半割り型ヒータ４１，４２の温度検出のために、
Ｒタイプの熱電対４５が配置されている。熱電対４５に
より温度検出して、半割り型ヒータ４１．４２による加
熱温度を常時例えば８５０℃程度に制御するようになっ
ている。

加熱手段４０に隣接して、燃焼室５０を支持するための
支持体が設けられている。支持体は、下側支持体５５と
上側支持体５６に上下に２分されている。

各支持体５５．５６の内側を燃焼室５０の熱放出防止用
の冷却部としている。すなわち、支持体５５．５６の内
側には、冷却水を循環するための冷却水導入口５５ａ、
　５６ａおよび冷却水導出口５５ｂ、　５６ｂが設けら
れ、発生した水蒸気が高温であるためプロセスチューブ
１１への搬送を可能ならしめる温度に水蒸気の低温化を
実施する。尚、下側支持体５５の冷却水導出口５５ｂと
上側支持体５６の冷却水導入口５６ａは、ＳＵＳフレキ
シブルチューブ５８によって接続されている。

各支持体５５．５６の側面には、切欠部５５ｃ、　５６
ｃが形成されている。切欠部５５ｃ、　５６ｃを介して
燃焼室５０内の炎を検出するための炎検知器５７が配置
されている。検知器５７が、異常炎を検出すると、アラ
ームシグナルがシステムコントロールにフィードバック
されるようになっている。

次に、この縦型酸化装置の作用について説明する。

まず、プロセスチューブ１１に石英ボート１４を搬入す
る。すなおち、プロセスチューブ１１の中心軸と同一軸
上に設定されたローダ装置１６に保温［１５を支持させ
る。そして、保温ｆ？ｉ１５の上に石英ボート１４を垂
直にｆｉ置する。この状態で石英ボートに載匠された各
ウェハの中心軸とチューブ１１の中心軸がほぼ同一軸上
に位置していることである。この状態で、ローダ装置１
６を上方に移動して、プロセスチューブ１１内に石英ボ
ート１４を搬入する。なお２石英ボート１４を垂直に支
持することで、半導体ウェハはプロセスチューブ１１内
で水平状態に配置される。

ここで、石英ボート１４のロード方向は、石英ボート１
４の自重方向と一致しでいる。このため、従来の横型酸
化炉のように、フォークの曲がり、垂わ等に起因して石
英ボート１４がプロセスチューブ１１の内面と接触する
ことはない。したがって、不純物の発生を防止して、半
導体ウェハに施す熱処理の歩留りを大幅に向上させるこ
とができる６また。外部燃焼装置１０により、プロセス
チューブ１１内を水蒸気雰囲気にすることができる。外
部燃焼装置１０としては、本出願人が先に提案したヒー
トキャリング方式（特願昭６２−４３７５１号）のもの
を採用している。

すなわち、この外部燃焼装置１０は、所定の供給量比で
酸素ガスの導入管２０に酸素ガスを供給し、水素ガスの
導入管３０に水素ガスを供給する。なお、水蒸気発生の
ための燃焼に要する水素ガス、酸素ガスの割合は所定比
である８しかし、酸素ガスを多く供給すれば、燃焼に供
されない酸素ガスを、プロセスチューブ１１へ供給する
水蒸気キャリアとして用いることができる。酸素ガスは
、酸化膜の形成にも供されることは勿論である。

ここで、酸素ガス及び水素ガスは、燃焼室５０へ供給さ
れる前に１例えば水素ガスは発火点以上の温度に加熱さ
れる。この加熱によって酸素ガス及び水素ガスに、燃焼
に必要なエネルギが与えられる。

そして、水素ガスは、ノズル３３から燃焼室５０に放出
された瞬時に、酸素ガスと接触して着火し、燃焼化合を
開始する。即ち酸素ガスと水素ガスが混合される前に燃
焼化合を生起するに必要な温度に予め加熱されることに
特徴がある。

ここで、実験によると、加熱手段４０の温度が約７５０
℃の場合は、ノズル３３近傍の温度が、水素ガスの発火
点温度より低い温度、例えば３８２℃でも水素ガスは着
火した。しかし、加熱手段４ｏの温度が７３０℃近傍の
場合には着火しなかった。

つまり、燃焼位置の温度が仮に水素ガスの発火点より低
くても、水素ガスが水素ガス導入管３０内を通る際に、
その発火点以」二に加熱されていれば着火することがわ
かる。この実施例では水素ガスを例えば８５０℃の温度
に加熱する。

なお、水素ガスの導入管２０の経路途中には、酸素ガス
や空気が存在しない。したがって、導入管２０の途中で
水素ガスが着火する恐れはないにのようにして水素ガス
及び酸素ガスが燃焼化合する。そして水蒸気が発生する
。この発生した水蒸気は２０００℃以上の温度である８
この水蒸気は、この高温の状態では搬送が困雅なため、
冷却系５５゜５６により冷却し１例えば２００℃前後ま
で低温にする。その後供給管６０を介してプロセスチュ
ーブ１１内に送出する。そして２図示しない半導体ウェ
ハの酸化に寄与する。

燃焼室５０からプロセスチューブ１４へ水蒸気を送出す
るバイブロ２を燃焼室５０の側壁から送出することによ
り低温の水蒸気を送出するのに効果を有する。パイプを
燃焼室５０の管軸上に設けた場合には冷却系を側部５５
に強力な構造で施設する必要がある。

ここで、燃焼により燃焼室５０内には炎が生ずる、しか
し、導入管３０のノズル３３を、水平に対して斜め下方
に傾斜している。このため、上側に向かう傾向にある炎
は、直接燃焼室５０の上面と接触しないか又は弱い接触
となる。したがって、石英で構成された燃焼室５０が不
透明となる失透現象を防Ｊ卜することができる。また、
石英が不純物として水蒸気に付着するのも防止できる。

この結果、このような不純物がプロセスチューブＩＩ内
に供給されることがなく、半導体ウェハＬこ施す熱処理
の歩留りを向上させることができる。

尚、実施例では、外部燃焼装置１ｏで水素ガス、酸素ガ
スを燃焼して水蒸気を得る。このため、燃焼時の熱がプ
ロセスチューブ１１に悪影響を与えることを防止できる
。また、ヒータ１３によるプロセスチューブ１１内の温
度均一化のｉ＋Ｉ制御が容易となる。

さらに、実施例ではテフロンチューブ６３を介して水蒸
気をプロセスチューブ１１に供給する。そして、外部燃
焼装置１０と離れた位置にプロセスチューブ１１を配置
できる。したがって、プロセスチューブに与える悪影響
を、更に低減することができる。

このため、プロセスチューブ１１内の酸化膜形成領域で
の均熱性の制御も容易となる。そして、ウェットガスの
流れの均一化も確保することができる。

その結果、酸化膜の厚さが均一化され、半導体ウェハに
施す熱処理の歩留りを向上させることができる。

尚、テープヒータ６６を設けているのは、テフロンチュ
ーブ６３によって水蒸気を供給する際に、水蒸気が冷却
されて露結することを防止するためである。

また、第１図に示すように、外部燃焼装置５０とガス導
入口１２とを水平に配置したテフロンチューブ６３で連
結する。これにより、プロセスチューブ１１の上方のス
ペースを小さくする。そして、縦型酸化装置の高さを低
くして、天井高さ制限のあるクリーンルーム内での使用
も可能にすることができる。

ここで、実施例にて用いた外部燃焼装置１０は、特開昭
５５−’１１０４０５号公報に開示されている従来の横
型酸化装置に使用されている外部燃焼装置と比較して以
下のような利点がある。

すなわち、従来の横型酸化装置では、水素ガス導入管を
燃焼室内に長く挿入している。そして、水素ガスの不燃
焼により生ずる爆発事故を防止するために、水素ガスと
酸素ガスとを燃焼室の壁面近傍で燃焼化合している。

このため、ｕ、面近傍が加熱されて失透すなわち透明度
を失う。また、燃焼室を構成する石英中の分子が不純物
として燃焼室内に飛散する。この不純物が水蒸気に付着
する。そして、不純物が水蒸気と共にプロセスチューブ
内に供給される。このようにして従来の横型酸化装置で
は、半導体ウェハの不良品が多く発生していた。

また、燃焼室内に長く挿入した水素ガスの導入管の先端
側に熱源を配置する必要がある。その結果、装置の構成
が複雑となり、製造が困難となる。

また、製造コストも高くなる。

上記実施例では燃焼室５０を縦型で構成した例について
説明したが、横型にしてもよいことは説明するまでもな
い。さらに、プロセスチューブを縦型に限らず横型にし
ても、本発明の一つの特徴である水蒸気を発生させるガ
スを混合前に加熱したのち、混合させる手段は、何れで
も関係ないことである。

さらに、水素ガスの導入管の先端側の熱源として集光レ
ンズを採用したものもある。しかし、水素ガスの燃焼位
置が固定されてしまう。このため容易にその燃焼位置を
自由に選択できない問題がある。すなわち、プロセスの
種類（特に、酸化の度合いの種類）によっては外部の流
量コントローラによって水素ガス、酸素ガス量を可変す
るものがある。しかし、この場合、炎の大きさが異なる
。

したがって、失透を防止するためには、水素ガスの燃焼
位置を自由に選択する必要がある。それにも拘らず、従
来装置ではこの選択が極めて困難となっていた。

本発明の実施例では燃焼室５０内に熱源を有しない、燃
焼室５０内にガスを導入する前に加熱するだけで、燃焼
室５０内での燃焼を実行できる。したがって、構造が容
易となる。また、装置の低コスト化を図ることができる
。しかも、ガス導入管の吐出端側に熱源を必要としない
。このため、ガス導入管の吐出端位置を自由に選択する
ことが容易である。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第６図は、外部燃焼方式の他、の実施例を示している。

この場合、筒状の燃焼室５０を、プロセスチューブ１１
の上部に配置している。そして、水素ガス、酸素ガスを
プロセスチューブ１１の上端より導入する。また、外部
燃焼装置１０の下端の供給管６０とプロセスチューブ１
１のガス導入口１２とを、石英管同志を摺り合わせたボ
ールジヨイントにより連結している。他の点については
上記実施例と同様である。

尚、ボールジヨイントを設けることにより、外部燃焼装
置５０とプロセスチューブ１１と距離を短くする。そし
て、上述した結露をテープヒータなどを用いずに防止で
きる。外部燃焼装置５０とプロセスチューブ１１と距離
を短くした場合、外部燃焼装置１０の熱影響が懸念され
る。しかし、悪影響のない距離だけ離してボールジヨイ
ントするか、あるいは供給管６０側に炎遮断用の仕切り
板を設ければ良い。

第７図は、外部燃焼装置１０を設けずに、プロセスチュ
ーブ１１内に水蒸気生成用の燃焼領域を設けた他の例を
示している。この場合、プロセスチューブ１１内に直接
Ｍ素、水素ガスを導入する。そして、酸化膜形成用のヒ
ータ１３を用いて両ガスを燃焼化合して水蒸気を生成す
る。

このように構成した場合、外部燃焼方式と比較してプロ
セスチューブｌｌ内の酸化膜形成領域の温度を均一に制
御するのが困難となる。しかし、プロセスチューブ１１
の周囲に水蒸気生成用の加熱手段をヒータ１３とは別に
設けて、酸化膜形成領域の温度を容易に均一に制御する
ことができる。また、縦型酸化装置の高さを低くできる
利点を有している。

また、縦型酸化装置に水蒸気または酸素ガス、水素ガス
を導入する場合、プロセスチューブ１１の一ヒ端より水
蒸条等を導入する構成が好ましい、この理由は、プロセ
スチューブ１１の下方端は、石英ボード搬入のための開
口部を有している。このため、石英ボート搬入のための
開口部を避けて水蒸侃供給口を配置する必要がある。そ
の結果、装置の構造が複雑となるからである。ただし、
本発明は必ずしも上端よりガスを導入するものに限定さ
れない。また、石英ボート１４の搬入は必ずしもプロセ
スチューブ１１の下端から行なわなくても良い。

プロセスチューブ１１の上端から、石英ボート１４の搬
入を行なっても良い。促って、水蒸気の容入位置にも、
種々の変形した態様で実施が可能である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない０
本発明の要旨の範囲内で種々の変形した態様で実施が可
能である。

たとえば、水素ガスの導入管３０．　Ｎｔ素ガスの導入
管２０は、必ずしも同軸の２重管で構成する必要はない
。これらを別々に燃焼室５０に接続するように構成して
も良い。この場合、加熱手段４０を各導入管にそれぞれ
別個に設けてもよい。或いは、導入管２０．３０のいず
れか一方に加熱手段４０を設けるものでも良い。また、
酸化の度合によって酸素ガス、水素ガスの流量を変える
場合には、燃焼室５０内の炎の大きさが変わる。従って
、炎が燃焼室５０の壁面に接触しないように導入管２０
．３０の吐出位置を、容易に変えられる構造とすること
もできる。

この場合、従来装置のように、導入管の先端に熱源を設
けろ必要はないので、その実現が容易である。

また、加熱手段４０は、半割れ型のヒータ４１．４２を
−１−下で開放できる構成とすれば、導入管の冷却の際
にこれを開放して急冷することができる点で優れている
６しかし、必ずしもこの構成に限定されるものではない
。

第８図は、補助燃焼室を設けた他の実施例を示している
。この場合、燃焼室５０には、補助燃焼室７１を介して
ガスバーナ７２が接続されている。ガスバーナ７２は、
水素供給路を構成している。ガスバーナ７２の中心軸７
２ａは、燃焼室５０の中心線５０ａと一致している６ガ
スバーナ７２の噴射ロア２ｂは、第９図Ａに示すように
ガスバーナ７２と同心状に形成されている。ガスバーナ
７２の外周には、酸素供給路７３が設けられている。Ｎ
！素供給路７３の外周には、ヒータ７４が設けられてい
る。

補助燃焼室７１の径は、ＭＷ供給路７３の径よりも大き
く設定されている。

この縦型酸化装置の場合、酸素供給路７３に酸素ガス７
５を供給する。これと同時にガスバーナ７２に水素ガス
７６を供給する。これによって、水素ガス７６は、ヒー
タ７４により加熱されながら着火温度になってガスバー
ナ７２から放出される。そして、補助燃焼室７１内で着
火される。水素ガス７５が着火され燃焼を開始すると、
酸水素炎７７が発生して水蒸気が生じる。酸水素炎７７
は、補助燃焼室７１を通り燃焼室５０の中央部まで到達
する。しかし、酸水素炎７７の基部７７ａは、燃焼室５
０の中心線５０ａ１−に位置する。このため酸水素炎７
７が燃焼室５０の入口上壁部７８をなめる恐れはない。

従って、入口上壁部７８が高温加熱される恐れは無い、
このため燃焼室５０を構成する石英の熱的損傷や石英中
の分子の熱分解現象を防止できる。

なお、第９図Ｂに示すように、噴射ロア２ｂの中心線７
２ｃを中心軸７２ａに対して角度θ傾斜させて下向きに
しても良い、この場合、上向きの酸水素炎７７の先端部
が燃焼室５０の中心線５０ａ近傍に位置するようになる
。その結果、酸水素炎の先端部７７ｂにより燃焼室５０
の上部壁面５０ｂが加熱されるのを防止することができ
る。

また、第１０図に示すように、ガスバーナ７２の中心軸
７２ａを燃焼室５０の中心線５０ａより下方に位置せし
めて偏心させても良い、この場合、酸水素炎７７の先端
部７７ｂが燃焼室５０の上部壁面５０ｂに近ずかないよ
うにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための縦型酸
化装置の構成図、第２図は第１図装置の外部燃焼装置の
構成図、第３図は第１図の水素ガス導入管の構成を示す
説明図、第４図は第１図の一体的に構成された燃焼室、
酸素導入管及び供給管の正面図、第５図は第２図外部燃
焼装置の分解斜視図、第６図は第１図の他の実施例を説
明する構成図、第７図は第１図装置に外部燃焼装置を用
いない他の実施例の説明図、第８図は第１図装置の他の
実施例を説明するための補助燃焼室を設けた酸化装置の
構成図、第９図Ａは第８図のガスバーナを示す拡大断面
図、第９図Ｂは第９図への他の実施例のガスバーナを示
す拡大断面図、第１０図は第８図のガスバーナと燃焼室
とが偏心している場合の実施例を示す説明図、第１１図
は従来のパイロジェニック酸化法を採用した燃焼室の構
成説明図である。１０・・・外部燃焼装置１１・・・プロセスチューブ１
２・・・ガス導入口　　　　１３・・・ヒータ２０・・
・酸素ガス導入管　　３０・・・水素ガス導入管５０・
・・燃焼室

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ボートに所定間隔で配列された被処理体が収容さ
れるプロセスチューブと、このプロセスチューブ内に水
蒸気を送入する如く結合された燃焼室と、この燃焼室内
で第１および第２のガスを燃焼化合させて水蒸気を発生
させる手段と、上記第１および第２のガスの少なくとも
一方のガスを加熱したのち上記燃焼室で上記第１および
第２のガスを混合させる手段とを具備することを特徴と
する酸化装置。
（２）第１および第２のガスの燃焼室への供給構造は第
１のガスの供給管内に第２のガスの供給管を間隙を設け
た２重管構造である請求項１記載の酸化装置。
（３）燃焼室からプロセスチューブへの水蒸気の送出は
パイプにより行い、このパイプ内の水蒸気温度は上記燃
焼室で発生した水蒸気の温度より低温である請求項１記
載の酸化装置。
（４）燃焼室からプロセスチューブへ水蒸気を搬送する
パイプは、燃焼室の管軸に対し垂直な方向から導出され
ている請求項３記載の酸化装置。
（５）加熱用ヒータは半割れ可能な構造のヒータである
請求項１記載の酸化装置。
（６）第１および第２のガスのうち少なくとも一方のガ
スは、燃焼室で燃焼化合が生ずる温度に加熱される請求
項１記載の酸化装置。