JPH04196536A

JPH04196536A - 半導体ウェハの外部燃焼酸化装置

Info

Publication number: JPH04196536A
Application number: JP32835390A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tsuchiya; 土屋　善昭
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16

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、半導体工業における半導体ウェハ製造工程の
酸化・アニーリング等を行う装置に関する。

［従来の技術］従来の半導体ウェハの外部燃焼酸化装置は第３図に示す
ように、水素ノズル１．酸素ノズル２゜接続管３．燃焼
室４．ヒータ５．ガス制御装置６゜熱処理用ヒータ７、
石英管８，１４．モータ９゜ボールネジ１０．ガイド１
１．ボート１２．断熱治具１５を備えている。また、第
４図に示すように空気作動弁１６ｇ〜１６１．窒素用マ
スフローコントローラ１７．酸素用マスフローコントロ
ーラ１８．水素用マスフローコントローラ１９を備えて
いる。

従来装置では、酸素と水素をガス制御装置６にて適正な
流量に制御を行い、燃焼室４に供給する。

燃焼室４は、ヒータ５により、水素の着火点である６５
０℃以上に制御される。燃焼室４のガス接続ノズル１．
２は、酸素用１本、水素、窒素用１本であり、熱処理装
置内の石英管とは、石英接続管によって接続され、燃焼
室内での燃焼後の水蒸気と燃焼残りの酸素が熱処理装置
内に供給される。

半導体ウェハの酸化処理においては、半導体ウェハ積載
用ボートに積載された半導体ウェハをボートエレベータ
−により熱処理炉内に運搬される。

半導体ウェハ（以下ウェハという）運搬時は、室内雰囲
気による酸化を低減するためにガス制御装置の最大流量
の窒素を熱処理炉内に供給する。ウェハが所定の熱処理
位置に到達した後、酸素と水素を燃焼室で反応させ、熱
処理炉内に水蒸気、酸素が供給されて、ウェハの酸化が
行われる。

［発明が解決しようとする課題］この従来の半導体ウェハの外部燃焼酸化装置は、燃焼室
へ水素を供給するノズル形状を以下の理由で選定してい
る。水素の燃焼によるノズルの消耗を少なくし、一定の
寿命を確保する。水素燃焼炎による燃焼室の失透及び変
形を防止する。熱処理炉に供給する水蒸気の量及び供給
範囲２着火時における水素流量及び使用水素圧力、従っ
て水蒸気を多量に欲する熱処理及び酸化処理及び燃焼室
の小型化には、水素ノズルを開くべきではあるが、初期
着火の安全な着火のために、一定以上水素ノズルを絞る
ことができなかった。また、窒素と水素を同じノズルよ
り燃焼室内に供給しているため、窒素の供給量を大きく
するには、窒素の供給圧を高くしなければならないが、
現実には一定以上できないため、供給量を大きくできな
いという問題があった。

本発明の目的は、ガス供給量を増大させることができる
半導体ウェハの外部燃焼酸化装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため、本発明に係る半導体ウェハの
外部燃焼酸化装置は、半導体ウェハを加熱処理する処理
室と、該処理室に半導体ウェハを運搬する運搬機構と、
処理室に不活性ガス、酸素。

水蒸気等の供給を行うガス供給装置とを有する半導体ウ
ェハの酸化装置において、ガス供給装置の酸素、水素の
燃焼を行う燃焼室へのガス供給ノズルを少なくとも２個
以上有し、各々のノズルからのガス供給を独立に制御す
るものである。

〔作用］燃焼を行う燃焼室へのガス供給ノズルを少なくとも２個
以上有し、各々のノズルからガス供給を独立に制御する
ものである。

〔実施例］以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、
第１図のガス系統図である。

図において、本発明の半導体ウェハの外部燃焼酸化装置
は、水素の燃焼を行う燃焼室４と、燃焼室４を加熱する
ヒータ５と、燃焼室で生成された水蒸気及び余分の酸素
ガスを熱処理炉としての石英管８まで供給する接続管３
と、燃焼室４に水素と窒素を供給する少なくとも２本以
上の水素ノズルｌａ、ｌｂと、酸素を供給する酸素ノズ
ル２と、各ノズルｌａ、ｌｂ、２へのガスの供給を制御
するガス供給装置６を備えている。

また、第３図中、７は熱処理用ヒータ、９はモータ、１
０はボールネジ、１１はガイド、１２は半導体ウェハ用
ボート、１３は半導体ウェハ、１４は石英管キャップ、
１５は断熱治具である。また、第２図中、１６ａ−１６
ｆは空気作動弁、１７は窒素用マスフローコントローラ
、１８は酸素用マスフローコントローラ、１９は水素用
マスフローコントローラである。

半導体ウェハ１３を積載した半導体ウェハ用ホード１２
は石英管８に挿入される。このとき、室内雰囲気による
°酸化を低減するため、空気作動弁１６ｂ、１６ｃ、１
６ｅ、１６ｆを開き、２本の水素ノズルｌａ、ｌｂを用
いて窒素を燃焼室４゜接続管３を経由し、石英管８上部
より供給する。

半導体ウェハ１３が所定の熱処理位置に到達し、熱処理
装置内の温度が安定した後、酸化を行う。

まず、酸素を燃焼室４に供給するため、空気作動弁１６
ａを開けて、窒素の供給量を数ＳＬＭとする。所定時間
経過後、水素燃焼を開始するため、空気作動弁１６ｂ、
１６ｄを開き、空気作動弁１６ｃは閉じる。水素用マス
フローコントローラ１９で数ＳＬＭ程度の水素を燃焼室
４に供給させる。

燃焼室４で着火後、酸素量を所定まで酸素用マスフロー
コントローラ１８で増量した後、水素供給量を増量する
。水素ノズル１ｂの許容水素量以内での酸化は、この後
、空気作動弁１６ｅを閉じ、詐容水素量以上の使用の場
合は、空気作動弁１６ｆを閉じ、空気作動弁１６ｃを開
け、２つの水素ノズルｌａ、ｌｂにて燃焼室４内で酸素
と水素の燃焼を行う。通常、酸素量は、水素量の１／２
より多くするため、石英管８には、水蒸気と酸素の混合
気体が供給され、半導体ウェハ１３の酸化を行う。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、半導体ウェハの外部燃焼
酸化装置の酸素と水素を反応、燃焼させる燃焼室への水
素供給ノズルを２個以上備え、各々の水素供給を独立に
制御可能としたので、燃焼室、水素ノズルの寿命を損な
うことなく、多量の水素を燃焼させることができる。ま
た、窒素の供給においても、抵抗が小さくなるので、よ
り多量に流すことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、
第１図のガス系統図、第３図は、従来の半導体ウェハの
外部燃焼酸化装置を示す断面図、第４図は、第３図のガ
ス系統図である。ｌａ、ｌｂ・・・水素ノズル　　２・・・酸素ノズル３
・・・接続管　　　　　　　　４・・・燃焼室５・・・
ヒータ　　　　　　　　　６・・・ガス制御装置７・・
・熱処理用ヒータ　　　　　８・・・石英管特許出願人
　　日本電気株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体ウェハを加熱処理する処理室と、該処理室
に半導体ウェハを運搬する運搬機構と、処理室に不活性
ガス、酸素、水蒸気等の供給を行うガス供給装置とを有
する半導体ウェハの酸化装置において、ガス供給装置の
酸素、水素の燃焼を行う燃焼室へのガス供給ノズルを少
なくとも２個以上有し、各々のノズルからのガス供給を
独立に制御することを特徴とする半導体ウェハの外部燃
焼酸化装置。