JPH07283164A

JPH07283164A - 熱処理装置及び熱処理方法

Info

Publication number: JPH07283164A
Application number: JP10058194A
Authority: JP
Inventors: Yukimasa Saito; 幸正齋藤; Kenji Honma; 謙治本間
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1995-10-27
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP3468577B2

Abstract

(57)【要約】【目的】処理ガス配管等から万が一、可燃性の処理ガ
スが漏出したとしてもその処理ガスの爆発を未然に防止
することができる安全性の高い熱処理装置及び熱処理方
法を提供する。【構成】被処理体Ｗを可燃性の処理ガスにより処理す
る熱処理炉３と、この熱処理炉３に処理ガスを供給する
処理ガス配管の周囲の少なくとも一部を気密に取り囲ん
で設けられた排気室２６と、この排気室２６の内部に不
活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成する不活性
ガス供給手段２７とを具備している。これにより、処理
ガス配管等から万が一、可燃性の処理ガスが熱処理外に
漏出したとしても、その処理ガスが不活性ガス雰囲気の
排気室２６に収容されるため、爆発することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置及び熱処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】被処理体である例えば半導体ウエハの製
造においては、酸化、拡散、ＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition）などの処理を行うために、各種の熱処理装
置が使用されている。そして、その代表的な熱処理装置
は、耐熱性材料例えば石英からなる縦型の熱処理炉（反
応管）内に被処理体例えば半導体ウエハを収容して処理
ガス雰囲気下で熱処理するものである。

【０００３】上記熱処理炉外の周囲には炉内を高温に加
熱する筒状の加熱部が設けられ、熱処理炉の側壁下部に
は処理ガスを給排する各配管が接続されている。また、
この熱処理炉の一方例えば炉口の下部には蓋体が昇降可
能に設けられ、この蓋体上には多数枚の被処理半導体ウ
エハをそれぞれ上下方向に隙間を隔てて多段に保持する
ウエハボートが保温筒を介して載置される。

【０００４】このように構成された熱処理装置において
は、例えばアンモニア（ＮＨ₃）等の可燃性の処理ガス
を使用する場合があるが、その場合、前記熱処理炉内を
予め不活性ガス例えば窒素（Ｎ₂）ガスにより置換する
ことにより安全性が確保されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記熱
処理装置においては、熱処理炉内の安全性は十分である
ものの、処理ガス配管の接続部や蓋体に設けられている
例えばＯリング等の気密部材の劣化等により万が一、可
燃性の処理ガスが熱処理炉外に漏出した場合には、たと
え炉口周辺の排気が充分行われていたとしても、熱処理
炉の周辺には空気及び加熱部が存在するため、漏出した
可燃性の処理ガスが爆発する恐れがある。なお、炉口に
有する排気ダクトの前面に窒素雰囲気のバッファーを設
けることにより、半導体ウエハ搬入時の空気の巻き込み
による不必要な自然酸化膜の形成を防止するようにした
熱処理装置が提案されているが、そのバッファーは処理
ガス配管の接続部等から熱処理炉外へ漏出する可燃性処
理ガスの安全対策にはならない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記問題点を解
決し、処理ガス配管等から万が一、可燃性の処理ガスが
漏出したとしてもその処理ガスの爆発を未然に防止する
ことができる安全性の高い熱処理装置及び熱処理方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の熱処理装置は、被処理体を可燃性の処
理ガスにより処理する熱処理炉と、この熱処理炉に処理
ガスを供給する処理ガス配管の周囲の少なくとも一部を
気密に取り囲んで設けられた排気室と、この排気室の内
部に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成する
不活性ガス供給手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の熱処理装置は、請求項１記
載の熱処理装置において、前記排気室が、前記処理ガス
配管の接続部を気密に取り囲むように設けられているこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の熱処理装置は、被処理体を
可燃性の処理ガスにより熱処理する熱処理炉と、この熱
処理炉の炉口の周囲を気密に取り囲んで設けられた排気
室と、この排気室の内部に不活性ガスを供給して不活性
ガス雰囲気を形成する不活性ガス供給手段とを具備した
ことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の熱処理装置は、請求項３記
載の熱処理装置において、前記排気室が、前記熱処理炉
の炉口で開放された開口部を有し、この開口部が前記炉
口をとじる蓋体により密閉されるように構成されている
ことを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の熱処理装置は、請求項１、
２、３又は４記載の熱処理装置において、前記熱排気室
が、吸気ダンパ及び排気ダンパを有し、不燃性の処理ガ
スを使用する熱処理時に前記吸気ダンパ及び排気ダンパ
が開に、可燃性の処理ガスを使用する熱処理時に前記吸
気ダンパが閉に、且つ前記排気ダンパが小開に制御され
るように構成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の熱処理方法は、熱処理炉内
に被処理体を処理するための可燃性の処理ガスを供給す
る第１の工程と、前記処理ガスを供給する処理ガス配管
の周囲の少なくとも一部を気密に取り囲んだ排気室内へ
不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成する第２
の工程とを具備したことを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の熱処理方法は、請求項６記
載の熱処理方法において、前記第２の工程工程が、処理
ガス配管の接続部の周囲を気密に取り囲んだ排気室内へ
不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成すること
を特徴とする。

【００１４】請求項８記載の熱処理方法は、熱処理炉内
に被処理体を処理するための可燃性の処理ガスを供給す
る第１の工程と、前記熱処理炉の炉口の周囲を気密に取
り囲んだ排気室内へ不活性ガスを供給して不活性ガス雰
囲気を形成する第２の工程とを具備したことを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】請求項１〜３記載の熱処理装置によれば、熱処
理炉に可燃性の処理ガスを供給する処理ガス配管の周囲
の少なくとも一部、処理ガス配管の接続部の周囲若しく
は熱処理炉の炉口の周囲を排気室により気密に取り囲
み、この排気室内に不活性ガスを供給して不活性ガス雰
囲気を形成するため、たとえ処理ガス配管、その接続部
若しくは熱処理炉の炉口から可燃性の処理ガスが漏出し
たとしても、その処理ガスが不活性ガス雰囲気の排気室
内に収容され、不活性ガスで希釈されて排気されること
になり、その処理ガスの爆発を未然に防止することが可
能となり、安全性が向上する。

【００１６】請求項４記載の熱処理装置によれば、前記
排気室が前記熱処理炉の炉口で開放された開口部を有
し、この開口部が前記炉口をとじる蓋体により密閉され
るように構成されているため、前記開口部からの空気の
流入を防止して前記排気室内に不活性ガス雰囲気を効率
よく形成することが可能となる。

【００１７】請求項５記載の熱処理装置によれば、前記
熱排気室が吸気ダンパ及び排気ダンパを有し、不燃性の
処理ガスを使用する熱処理時に前記吸気ダンパ及び排気
ダンパが開に、可燃性の処理ガスを使用する熱処理時に
前記吸気ダンパが閉に、且つ前記排気ダンパが小開に制
御されるように構成されているため、可燃性の処理ガス
を使用する熱処理時における不活性ガスの消費量を少な
くして前記排気室内に不活性ガス雰囲気を形成すること
が可能となり、運転コストの低減が図れる。

【００１８】請求項６〜８記載の熱処理方法によれば、
熱処理炉内に被処理体を処理するための可燃性の処理ガ
スを供給する第１の工程と、前記処理ガスを供給する処
理ガス配管の周囲の少なくとも一部、処理ガス配管の接
続部の周囲若しくは熱処理炉の炉口の周囲を気密に取り
囲んだ排気室内へ不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲
気を形成する第２の工程とを具備しているため、たとえ
処理ガス配管、その接続部若しくは熱処理炉の炉口から
可燃性の処理ガスが漏出したとしても、その処理ガスが
不活性ガス雰囲気の排気室内に収容され、不活性ガスで
希釈されて排気されことになり、その処理ガスの爆発を
未然に防止することが可能となり、熱処理を安全に実施
することが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

【００２０】図１は本発明の一実施例である熱処理装置
を示す断面図である。この熱処理装置１は、円形の開口
部２ａを有する耐熱性及び耐食性金属例えばステンレス
スチール製のベースプレート２を水平に備えており、こ
のベースプレート２の開口部２ａ内を貫通して上方へ突
出した状態で縦型の熱処理炉（反応管）３が配置されて
いる。この熱処理炉３は耐熱性材料例えば石英により上
端の閉塞された円筒状に形成され、その下端には開放さ
れた炉口４が形成されている。この炉口４の周縁部には
外向きのフランジ部５が形成され、このフランジ部５が
前記ベースプレート２の下部に取付けられた取付部材６
を介して水平に支持されている。すなわち、前記ベース
プレート２に熱処理炉３がフランジ部５を介して支持さ
れた構造になっている。この構成は、種々の変形が可能
であり、例えばベースプレート２に前記熱処理炉３を直
接支持してもよいし、載置してもよい。

【００２１】この実施例では、熱処理炉３の側壁におけ
るベースプレート２よりも下方の相対向する部分に処理
ガス導入管部７及び排気管部８が形成されおり、その処
理ガス導入管７には処理ガス供給源として例えば水素
（Ｈ₂）ガス及び酸素（Ｏ₂）ガスを燃焼させてウエット
酸化用の水蒸気を発生させる石英製の燃焼装置９が接続
されている。また、他方の排気管部８には工場排気系に
通じる排気管１０が接続され、それぞれの接続部はこの
実施例ではフランジ結合とされている。前記燃焼装置９
の一方の導入管部１１には切換えにより水素ガス又は窒
化用の処理ガス例えばアンモニア（ＮＨ₃）ガスが配管
１２を介して供給され、もう一方の導入管部１３には切
換えにより酸素（Ｏ₂）ガス又は炉内パージ用の不活性
ガス例えば窒素（Ｎ₂）ガスが配管１４を介して供給さ
れるようになっている。

【００２２】前記熱処理炉３は内管３ａと外管３ｂとを
隙間を隔てて配設した二重管構造であり、これら内管３
ａと外管３ｂの間の中空部３ｃには外管３ｂの側壁下部
に形成された導入管部１５及び排気管部１６を介して不
活性ガスである例えば窒素（Ｎ₂）ガスが給排されるこ
とにより炉壁を透過する重金属を排気して半導体ウエハ
の汚染を防止するようになっている。前記導入管部１５
には窒素ガス供給管１７が接続され、前記排気管部１６
には工場排気系に通じる排気管１８が接続されている。

【００２３】前記ベースプレート２の上部には熱処理炉
３の周囲を覆い、天井部を有する円筒状の断熱材１９が
設けられ、この断熱材１９の内壁には前記炉３内のウエ
ハ配列領域を高温例えば８００〜１２００℃程度に均一
に加熱するコイル状の発熱抵抗体である例えば鉄（Ｆ
ｅ）、クロム（Ｃｒ）及びアルミニウム（Ａｌ）の合金
からなるカンタル線を螺旋状に巻いた加熱部（ヒータ）
２０が設けられている。また、前記断熱材１９の外側は
水冷ジャケット構造のシェル２１で覆われている。

【００２４】前記熱処理炉３の炉口４の下部にはこの炉
口４を開閉する蓋体２２が昇降機構２３により昇降可能
に設けられ、この蓋体２２は耐熱・耐食性材料例えばス
テンレススチールにより形成されており、この蓋体２２
上には多数枚例えば１５０枚程度の半導体ウエハＷ列を
水平状態で上下方向に予め定められた間隔をおいて多段
に保持するウエハボート２４が石英製の保温筒２５を介
して載置されている。なお、蓋体２２上には保温筒２５
を回転駆動する回転機構等が設けられている（図示省
略）。

【００２５】そして、前記ベースプレート２の下部に
は、熱処理炉３の一部、処理ガス導入管部７、排気管部
８、排気管１０等の処理ガス配管の一部、処理ガス導入
管７ないし排気管部１０のフランジ結合された処理ガス
配管接続部Ａ、燃焼装置９及びその導入管部１１，１３
のフランジ結合された処理ガス配管接続部Ｂ、並びに炉
口４の周囲を取り囲んで周辺の熱雰囲気を排気する排気
室２６が設けられている。この排気室２６は耐熱・耐食
性材料例えばステンレススチールにより箱状に形成され
ており、その上面がこの実施例では前記ベースプレート
２によって構成されている。なお、この排気室２６は、
炉口４周囲の熱雰囲気を取り囲んで集中的に排気する構
造であれば何れでもよい。

【００２６】前記排気室２６には、アンモニアガス等の
可燃性の処理ガスを使用する熱処理工程時に排気室２６
内に不活性ガスである例えば窒素ガスを供給して不活性
ガス雰囲気を形成するための不活性ガス供給手段２７が
設けられている。この不活性ガス供給手段２７は排気室
２６の例えば底部などに連通接続された不活性ガス供給
管２８を有し、この不活性ガス供給管２８には図２に示
すように窒素ガスを一定の流量例えば５０リットル／分
に調整する流量調整機構２９及び制御弁３０が介設さ
れ、排気室２６内に臨む不活性ガス供給管２８の導入口
には例えばステンレススチール製粒状物の焼結体からな
るフィルタ３１が設けられている。

【００２７】前記排気室２６の底部には前記炉口４の位
置で蓋体２２の昇降移動を許容する開口部３２が設けら
れ、前記蓋体２２の下部周縁部には蓋体２２の閉じ位置
で前記開口部３２を密閉する鍔状の補助蓋材３３が設け
られている。また、前記排気室２６には外部に連通した
吸気管３４及び工場排気系に通じる排気管３５が接続さ
れ、これら吸気管３４及び排気管３５は吸気又は窒素ガ
スが短絡的に排気されないように離して配置されている
と共に、吸気管３４には吸気ダンパ３６が、排気管３５
には排気ダンパ３７がそれぞれ設けられている。

【００２８】前記吸気ダンパ３６及び排気ダンパ３７は
例えばエアシリンダ等からなる駆動部３８，３９を有し
ており、これら駆動部３８，３９を介してコントローラ
４０により不燃性の処理ガスを使用する熱処理時には前
記吸気ダンパ３６及び排気ダンパ３７が開に、可燃性の
処理ガスを使用する熱処理時には前記吸気ダンパ３６が
閉、且つ前記排気ダンパ３７が小開に制御されるように
構成されている。また、不活性ガス供給管２８の制御弁
３０は、コントローラ４０によって不燃性の処理ガスを
使用する熱処理時には閉に、可燃性の処理ガスを使用す
る熱処理時には開に制御されるように構成されている。

【００２９】前記熱処理炉３の排気管１０は、図２に示
すように排気室２６内に位置する例えば石英製の第１排
気管部１０ａと、この第１排気管部１０ａに接続された
耐食性材料例えばテフロン製の第２排気管部１０ｂとか
ら主に構成されており、この第２排気管部１０ｂには例
えばボール弁からなる開閉弁４１と制御弁４２が介設さ
れている。前記排気室２６には可燃性の処理ガスである
アンモニアガス及び水素ガスの濃度を検出する検出器４
３，４４がそれぞれ設けられ、排気室２６及び前記排気
管１０には制御弁４５，１６によって切換えられて排気
室２６内又は排気管１０内の酸素ガスの濃度を検出する
検出器４７が設けられている。なお、排気室２６内及び
排気管１０内の両方のガス濃度を同時に検出するように
構成してもよい。排気管１０には水素ガスの濃度を検出
する検出器４８が制御弁４９を介して設けられている。
なお、前記第２配管部１０ｂは排ガスを不活性ガスであ
る例えば窒素ガスで希釈する排ガス希釈部や除害装置等
を介して工場排気系に接続されている（図示省略）。

【００３０】一方、前記熱処理炉３の蓋体２２には、気
密部材として二重のＯリング５０が設けられ、前記炉口
４のフランジ部５にはＯリング５０間を真空引きする真
空引き管５１が接続されている。この真空引き管５１に
は前記Ｏリング５０間を所定の真空圧力例えば１００Ｔ
ｏｒｒ以下、好ましくは１０Ｔｏｒｒ程度に減圧する減
圧ポンプ５２及び制御弁５３が介設され、真空引き管５
１の出口側は第２排気管部１０ｂに接続されている。ま
た、前記真空引き管５１には常圧に近い圧力例えば７０
０Ｔｏｒｒで作動（ＯＮ・ＯＦＦ）する第１圧力スイッ
チ５４及び所定の真空圧力例えば１００Ｔｏｒｒで作動
する第２圧力スイッチ５５が設けられ、第１圧力スイッ
チ５４により蓋体２２が開放可能な状態か否かを、第２
圧力スイッチ５５により蓋体２２が気密状態か否かをそ
れぞれ検知できるようになっている。

【００３１】また、前記真空引き管５１の制御弁５３よ
りも上流側には排気室２６に制御弁５６を介して連通す
る連通管５７が接続されており、制御弁５３を閉にして
制御弁５６を開にすることにより前記Ｏリング５０間を
蓋体２２の開放可能な状態である常圧に戻せるようにな
っている。なお、コントローラ４０には熱処理装置１の
運転プログラムが予め入力されており、コントローラ４
０は各種センサ４３，４４，４７，４８，５４，５５等
からの信号を入力して各種制御弁３０，４２，４５，４
６，４９，５３，５６等を制御しつつ熱処理装置１によ
る所定の熱処理を実行するようになっている。

【００３２】次に、前記熱処理装置１による処理工程な
いし熱処理方法を図３のタイムチャートに従って説明す
る。このタイムチャートは、ウエット酸化処理、窒化処
理及びドライ酸化処理を予め定められたプログラミング
により連続して自動的に行う一例を示したものである。
先ず、排気室２６内を排気状態に設定する。そして、熱
処理炉３内を予め所定の温度例えば６００℃程度に加熱
した状態で窒素（Ｎ₂）ガスによる炉内パージを行い、
排気室２６内の圧力と等圧又は前記炉３内をやや陽圧に
した後、炉口４の蓋体２２を下方へ開け、多数枚の半導
体ウエハＷを保持したウエハボート２４及び保温筒２５
を前記蓋体２２上に載置する。その後、蓋体２２を昇降
機構２３により上昇させて炉３内に半導体ウエハＷを搬
入すると共に蓋体２２を閉じ、炉３内を気密状態に設定
する。

【００３３】次いで、前記炉３内の排気を行い、前記Ｎ
₂パージの状態でウエット酸化処理温度例えば９００℃
程度まで昇温させる。次に、燃焼装置９の駆動により水
蒸気を炉３内に供給し、各ウエハ表面についてウエット
酸化処理を行う。少なくともこのウエット酸化処理中又
は処理が終了するまでの間、排気室２６の吸気ダンパ３
６及び排気ダンパ３７を開にし、排気室２６内の排気を
行う。

【００３４】前記水蒸気の供給を停止し、ウエット酸化
処理が終了したら、炉３内を再び窒素ガスでパージし、
前記炉３内の温度を窒化処理温度例えば１０００℃程度
まで昇温させる。次に、炉３内に可燃性の処理ガスであ
るアンモニアガスを供給して（第１の工程）、前記各ウ
エハ表面の窒化処理を行う。前記アンモニアガスの供給
を停止し、この窒化処理の終了後、炉３内を再び窒素ガ
スでパージし、ドライ酸化処理温度例えば９００℃程度
まで降温させてから、炉３内にドライ酸化処理ガス例え
ば酸素ガスを供給して各ウエハ表面のドライ酸化処理を
行う。この場合、前記窒化処理で可燃性の処理ガスを使
用するため、処理ガス配管接続部Ａ，Ｂや蓋体２２の気
密部材の劣化等により可燃性ガスが漏れ出した場合の安
全対策として、ウエット酸化処理終了からドライ酸化処
理開始までの間、排気室２６内に不活性ガス例えば窒素
（Ｎ₂）ガスを供給して不活性ガス例えば窒素ガス雰囲
気を形成する（第２の工程）。

【００３５】すなわち、排気室２６の吸気ダンパ３６を
閉に、且つ排気ダンパ３７を小開例えば半開にし、不活
性ガス供給管２８の制御弁３０を開いて窒素ガスを排気
室２６内に供給し、不活性ガス雰囲気を形成して排気室
２６内の酸素濃度を下げる。また、この排気室２６内の
窒素ガスによるパージの間、蓋体２２の二重のＯリング
５０間を減圧ポンプ５２により真空引きすると共に、そ
のＯリング５０間の圧力を第２圧力スイッチ５５にて監
視する。更に、窒化処理の開始からドライ酸化処理の終
了までの間、排気室２６内のガス濃度をアンモニアガス
及び水素ガスの検出器４３，４４にて監視する。

【００３６】前記ウエット酸化処理終了後の窒素ガスに
よる炉内パージにおいて、炉３内の酸素濃度が１％以
下、排気室２６内の酸素濃度が２〜３％以下、且つＯリ
ング５０間の圧力が所定の真空圧力に到達したことを条
件に次のステップである窒化処理に移行する。また、前
記窒化処理終了後の窒素ガスによる炉内パージにおい
て、炉内の水素ガス濃度が１％以下であることを条件に
次のステップであるドライ酸化処理に移行する。そし
て、このドライ酸化処理開始直後に排気室２６の吸気ダ
ンパ３６及び排気ダンパ３７を開にして排気室２６内の
排気を開始する。

【００３７】ドライ酸化処理が終了したら、制御弁５３
を閉に、制御弁５６を開にすることによりＯリング５０
間を常圧に復帰させ、これを第１圧力スイッチ５４にて
検出後、炉３内を例えば６００℃程度まで降温させると
共に窒素ガスによりパージし、炉３内の圧力を大気圧と
等圧か又はやや陽圧にした後、炉３内から処理後の半導
体ウエハＷを搬出する。なお、可燃性の処理ガスを使用
した前記処理工程で、蓋体２２のＯリング５０間が所定
の真空圧力に達しなかった場合、或いは可燃性ガスの漏
れを検出器４３，４４で検出した場合には、処理を中止
する。

【００３８】このように前記熱処理装置１若しくは熱処
理方法によれば、熱処理炉３の処理ガス配管の一部、そ
の接続部Ａ，Ｂ及び炉口４周囲等が周辺の熱雰囲気を排
気する排気室２６により包囲されており、この排気室２
６内には可燃性の処理ガスを使用する熱処理時に不活性
ガス供給手段２７により不活性ガスが供給されて不活性
ガス雰囲気が形成され、排気室２６内の酸素濃度が低減
される。従って、たとえ処理ガス配管接続部Ａ，Ｂ等か
ら可燃性の処理ガスが漏出したとしても、その処理ガス
が不活性ガス雰囲気の排気室２６内に収容され、不活性
ガスで希釈されて排気されることから、その処理ガスの
爆発を未然に防止することが可能となり、安全性が向上
する。

【００３９】また、この場合、前記排気室２６における
前記熱処理炉３の炉口４で開放された開口部３２が前記
炉口４を閉じる蓋体２２の補助蓋材３３により密閉され
るように構成されているため、前記開口部３２からの空
気の吸い込みが遮断されることにより前記排気室２６内
に不活性ガス雰囲気を効果的に形成して、排気室２６内
の酸素濃度を低減させることが可能となり、安全性が更
に向上する。しかも、前記排気室２６が吸気ダンパ３６
及び排気ダンパ３７を有し、不燃性の処理ガスを使用す
る熱処理時に前記吸気吸気ダンパ３６及び排気ダンパ３
７が開にされ、可燃性の処理ガスを使用する熱処理時に
前記吸気ダンパ３６が閉、且つ前記排気ダンパ３７が小
開に制御されるように構成されているため、可燃性の処
理ガスを使用する熱処理時には不活性ガスである窒素ガ
スの消費量を少なくして排気室２６内の酸素濃度を低減
させることが可能となり、安全性の向上は勿論のこと、
運転コストの低減が図れる。

【００４０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、前記実施例の熱処理炉は二重管
構造になっているが、一重のものであってもよい。ま
た、実施例では燃焼装置９の駆動によるウエット酸化処
理工程において排気室２６内を窒素ガスによりパージし
なかったが、この工程でも燃焼装置９で可燃性の処理ガ
スである水素ガスを使用するため、排気室２６内を窒素
ガスでパージすることが好ましい。更に、排気室２６と
しては、処理ガス配管の一部ないし配管接続部のみを取
り囲むもの、熱処理炉の炉口のみを取り囲むもの、或い
はこれらを個別に取り囲むものであってもよい。

【００４１】本発明が適用される熱処理装置としては、
必ずしも燃焼装置９を備えていなくてもよく、また縦型
炉ではなく、横型炉であってもよい。また、バッチ処理
に限らず、枚葉処理を行うものであってもよい。前記実
施例では可燃性の処理ガスを使用する処理として、アン
モニアガスを使用する窒化処理が例示されているが、熱
処理装置の熱処理としては、窒化処理以外に、例えばＣ
ＶＤ等、可燃性の処理ガスを使用する各種の処理が適用
可能である。本発明の熱処理装置に適用される被処理体
としては、少なくとも面状の被処理体であればよく、半
導体ウエハ以外に、例えばＬＣＤ基板等が適用可能であ
る。また、不活性ガスとしては、窒素ガス以外に、例え
ばヘリウムガス、アルゴンガス等が適用可能である。更
に、本発明は可燃性ガスに対する安全対策だけでなく、
有害ガスに対する安全対策にもなることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。

【００４３】（１）請求項１〜３記載の熱処理装置によ
れば、熱処理炉に可燃性の処理ガスを供給する処理ガス
配管の周囲の少なくとも一部、処理ガス配管の接続部の
周囲若しくは熱処理炉の炉口の周囲を排気室により気密
に取り囲み、この排気室内に不活性ガスを供給して不活
性ガス雰囲気を形成するため、たとえ処理ガス配管、そ
の接続部若しくは熱処理炉の炉口から可燃性の処理ガス
が漏出したとしても、その処理ガスが不活性ガス雰囲気
の排気室内に収容され、不活性ガスで希釈されて排気さ
れることになり、その処理ガスの爆発を未然に防止する
ことができ、安全性が向上する。

【００４４】（２）請求項４記載の熱処理装置によれ
ば、前記排気室が前記熱処理炉の炉口で開放された開口
部を有し、この開口部が前記炉口をとじる蓋体により密
閉されるように構成されているため、前記開口部からの
空気の流入を防止して前記排気室内に不活性ガス雰囲気
を効率よく形成することができる。

【００４５】（３）請求項５記載の熱処理装置によれ
ば、前記熱排気室が吸気ダンパ及び排気ダンパを有し、
不燃性の処理ガスを使用する熱処理時に前記吸気ダンパ
及び排気ダンパが開に、可燃性の処理ガスを使用する熱
処理時に前記吸気ダンパが閉に、且つ前記排気ダンパが
小開に制御されるように構成されているため、可燃性の
処理ガスを使用する熱処理時における不活性ガスの消費
量を少なくして前記排気室内に不活性ガス雰囲気を形成
することができ、運転コストの低減が図れる。

【００４６】（４）請求項６〜８記載の熱処理方法によ
れば、熱処理炉内に被処理体を処理するための可燃性の
処理ガスを供給する第１の工程と、前記処理ガスを供給
する処理ガス配管の周囲の少なくとも一部、処理ガス配
管の接続部の周囲若しくは熱処理炉の炉口の周囲を気密
に取り囲んだ排気室内へ不活性ガスを供給して不活性ガ
ス雰囲気を形成する第２の工程とを具備しているため、
たとえ処理ガス配管、その接続部若しくは熱処理炉の炉
口から可燃性の処理ガスが漏出したとしても、その処理
ガスが不活性ガス雰囲気の排気室内に収容され、不活性
ガスで希釈されて排気されことになり、その処理ガスの
爆発を未然に防止することができ、熱処理を安全に実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である熱処理装置を示す断面
図である。

【図２】同熱処理装置の概略的全体構成を示す図であ
る。

【図３】同熱処理装置による処理工程ないし熱処理方法
のタイムチャートを示す図である。

【符号の説明】

１熱処理装置３熱処理炉４炉口２２蓋体２６排気室２７不活性ガス供給手段３２開口部３６吸気ダンパ３７排気ダンパＡ，Ｂ処理ガス配管接続部Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本間謙治神奈川県津久井群城山町町屋１丁目２番41 号東京エレクトロン東北株式会社相模事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体を可燃性の処理ガスにより処理
する熱処理炉と、この熱処理炉に処理ガスを供給する処
理ガス配管の周囲の少なくとも一部を気密に取り囲んで
設けられた排気室と、この排気室の内部に不活性ガスを
供給して不活性ガス雰囲気を形成する不活性ガス供給手
段とを具備したことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】前記排気室が、前記処理ガス配管の接続
部を気密に取り囲むように設けられていることを特徴と
する請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】被処理体を可燃性の処理ガスにより熱処
理する熱処理炉と、この熱処理炉の炉口の周囲を気密に
取り囲んで設けられた排気室と、この排気室の内部に不
活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成する不活性
ガス供給手段とを具備したことを特徴とする熱処理装
置。
【請求項４】前記排気室が、前記熱処理炉の炉口で開
放された開口部を有し、この開口部が前記炉口をとじる
蓋体により密閉されるように構成されていることを特徴
とする請求項３記載の熱処理装置。
【請求項５】前記熱排気室が、吸気ダンパ及び排気ダ
ンパを有し、不燃性の処理ガスを使用する熱処理時に前
記吸気ダンパ及び排気ダンパが開に、可燃性の処理ガス
を使用する熱処理時に前記吸気ダンパが閉に、且つ前記
排気ダンパが小開に制御されるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の熱処理装
置。
【請求項６】熱処理炉内に被処理体を処理するための
可燃性の処理ガスを供給する第１の工程と、前記処理ガ
スを供給する処理ガス配管の周囲の少なくとも一部を気
密に取り囲んだ排気室内へ不活性ガスを供給して不活性
ガス雰囲気を形成する第２の工程とを具備したことを特
徴とする熱処理方法。
【請求項７】前記第２の工程工程が、処理ガス配管の
接続部の周囲を気密に取り囲んだ排気室内へ不活性ガス
を供給して不活性ガス雰囲気を形成することを特徴とす
る請求項６記載の熱処理方法。
【請求項８】熱処理炉内に被処理体を処理するための
可燃性の処理ガスを供給する第１の工程と、前記熱処理
炉の炉口の周囲を気密に取り囲んだ排気室内へ不活性ガ
スを供給して不活性ガス雰囲気を形成する第２の工程と
を具備したことを特徴とする熱処理方法。