JPH0442916Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は半導体装置の製造において、水素ガ
スを燃焼させ、その燃焼により得られる水蒸気を
用いてシリコン表面にシリコン酸化膜を形成する
際に使用する炉芯管に関するものである。

（従来の技術） 第２図は従来のこの種炉芯管の断面図を示す。
図に示すように、炉芯管１にはあらかじめ酸素を
流し炉芯管１内を酸素雰囲気にしておく酸素流入
管２と水素を炉芯管１内に流入し、混合燃焼させ
る水素流入管３が設けてある。そしてヒータ６に
より炉芯管１内を水素の着火点以上の温度に保持
しておくと、水素流入管３の先端のノズル５の部
分は水素の着火点以上の温度となつているため酸
素と水素の燃焼により水蒸気が得られる。したが
つて、炉芯管１内に収容されているシリコンウエ
ハ４が前記水蒸気の供給を受けながら熱酸化処理
される。なおこのような炉芯管１の場合、通常水
素流入管３に例えば窒素、アルゴン等の不燃性ガ
スを流すことができるようになつており、不燃性
ガスで希釈して酸化を行う場合、上記流入管３よ
り水素と不燃性ガスを流すようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、炉芯管１の酸素と水素の混合比
は、シリコンウエハ４の酸化条件により異なり、
酸素過剰雰囲気での燃焼や、窒素、アルゴン等の
不燃性のガスによつて希釈して酸化を行なう必要
が多く、前者の場合においては水素炎は酸素過剰
炎となり、炎の温度は2800℃にも到達することに
なる。そして、このように炎の温度が高温になる
と水素流入管３の先端のノズル５部分の石英が軟
化蒸発して、第３図ａに示す正常なノズル部分が
ｂ図に示すように変形したり、前記蒸発した石英
の不純物がシリコンウエハ４に悪影響を及ぼす。
また、後者の場合においてはノズル５に流れるガ
スの流量が非常に多くなり、吹き出し圧力が高く
なり安定した燃焼が得られなくなり、不完全燃焼
により水素の生のガスが炉芯管１内を流れ、完全
性に非常の問題がある。さらに、このような燃焼
の場合、安定な水蒸気が得られないためにシリコ
ンウエハ４に形成される酸化膜の分布に悪影響を
及ぼす等の問題があつた。したがつてこの考案の
目的は従来技術の問題点を解決することにある。

（問題点を解決するための手段） この考案は、前記問題点を解決するために、燃
焼室から貫通孔を通して酸化処理室に流出する水
蒸気を、希釈するための希釈用ガスを流入させる
希釈用ガス流入管を設けた酸化用炉芯管におい
て、この希釈用ガス流入管の希釈用ガス流出先端
部を酸化処理室内に突出させ貫通孔に向けて設け
たものである。

（作用） このように別に希釈用の不燃性ガスの流入管を
設けた酸化用炉芯管において、この希釈用ガス流
入管の希釈用ガス流出先端部を酸化処理室内に突
出させ貫通孔に向けて設けたので、この流入管よ
り酸素又は窒素等の不燃性ガスを流入させるよう
にすると希釈用ガスの流量が任意に選択できると
共に、水蒸気と希釈用ガスとが貫通孔近傍で均一
に混合され、均一に混合されたガスがウエハに供
給され、前記問題点を除去できる。

（実施例） 第１図は本考案酸化用炉芯管の一実施例を示す
断面図である。図において、１１は石英炉芯管
で、酸素流入管１２と水素流入管１３が従来通り
開口している。また、１９はヒータで炉芯管１１
内を水素の着火点以上の温度に保つている。そし
て水素流入管１３から炉芯管１１内に流入した水
素が、この流入管１３の先端のノズル１４で酸素
の流入管１２から炉芯管１１内に流入された酸素
により燃焼した水蒸気となる。１５は希釈用のガ
ス流入管で１６は、水素と酸素とを燃焼させて水
蒸気を得る燃焼室とウエハを酸化させる酸化処理
室とに炉芯管１１を分離する分離板である。この
分離板には直径５mm程度の貫通孔である穴１７が
開口されており、希釈用ガスが穴１７に向けて設
けられたガス流入管１５の先端部から導入され、
上記水蒸気と希釈用ガスとが穴１７近傍で均一に
混合するようになつている。

このように構成された炉芯管１１においては、
先ず酸素の流入管１２より酸素を、希釈用ガス流
入管１５より窒素等の不燃性ガス又は酸素を流入
させ、次に水素流入管１３のノズル１４より水素
を流入させ、水蒸気を得る。このとき水素流入管
１３からの水素流入量と酸素流入管１２からの酸
素流入量の比を水蒸気分子の構成比である２：１
となるように設定する。このような流量比におけ
る水素燃焼は緩やかであり、水素炎は比較的低温
であり、しかも安定した燃焼が得られる。

この燃焼により発生した水蒸気は分離板１６の
穴１７を通り希釈用ガス流入管１５の開口より流
入した希釈用ガスと混合した上で炉芯管１１内に
収納されたシリコンウエハ１８に到達し上記水蒸
気と希釈用ガスの混合雰囲気中で酸化処理され
る。この場合、希釈用ガスの流量を任意に選択で
きるため、ウエハプロセス条件に適応した酸化条
件を選択することが可能である。また、この実施
例において分離板１６は水蒸気と希釈ガスを均一
に混合し、かつ燃焼の起るノズル１４の部分の水
素と酸素の比を２：１に保つために設けられたも
のであるが、この分離板１６によつて、燃焼によ
つて生じた熱がシリコンウエハを挿入された部分
に伝わらなくなり、炉の均熱の乱れにより形成さ
れる酸化膜の膜厚のばらつきを防止する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように燃焼により水蒸気を
得るための水素及び酸素の流入管とは別に上記水
蒸気を希釈するための希釈用ガス流入管を前記の
様な構成により設けた酸化用炉芯管において、こ
の希釈用ガス流入管の希釈用ガス流出先端部を酸
化処理室内に突出させ貫通孔に向けて設けたの
で、水蒸気と希釈用ガスとが貫通孔近傍で均一に
混合され、その後均一に混合されたガスがウエハ
に供給されるので、ウエハを安定して酸化できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案酸化用炉芯管の一実施例を示す
断面図、第２図は従来の酸化用炉芯管の断面図、
第３図は従来のおける水素流入管のノズル部の変
化を示す斜視図である。 １１……炉芯管、１２……酸素流入管、１３…
…水素流入管、１４……ノズル、１５……希釈用
ガス流入管、１６……分離板、１７……穴、１８
……ウエハ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 炉芯管内に水素ガスと酸素ガスを流入混合し燃
   焼させることにより発生した水蒸気によつてウエ
   ハに酸化処理を行う酸化用炉芯管であつて、前記
   炉芯管は分離板で燃焼室と酸化処理室とに仕分ら
   れ、前記分離板は、燃焼時に、前記燃焼室が前記
   酸化処理室に対し陽圧となる程度の貫通孔を有
   し、この孔により前記両室が連結され且つ前記酸
   化処理室には前記貫通孔から流出する前記水蒸気
   を希釈するための希釈用ガスを流入させる希釈用
   ガス流入管を設けた酸化用炉芯管において、 前記希釈用ガス流入管の希釈用ガス流出先端部
   を前記酸化処理室内に突出させ且つ前記貫通孔に
   向けて設けたことを特徴とする酸化用炉芯管。