JPH10340895A - 半導体基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス導入管の材質を高温に耐えるＳｉＣとし
ても水素ガスの燃焼を確実に監視しでき安定したパイロ
ジェニック燃焼方式を行なえる構造を備えた半導体基板
処理装置を提供する。 【解決手段】 水素ガスを導入する第２のガス導入管１
５の先端部をＵ字状に折曲げてノズル部１５ａを形成
し、該ノズル部１５ａと同一軸上に、プロセスチューブ
のガス導入側から伸びる炎検出用の中空導入管１６を配
置し、該炎検出用の中空導入管１６の他端には透明な石
英棒２１を密着させ、該石英棒２１の後方には赤外線フ
レームセンサ２２を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拡散炉のプロセスチュ
ーブ内のガス燃焼炎発生の有無を監視する機能を備えた
半導体基板処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の性能向上及び製造上の歩留
り向上等の要求から半導体装置に使用される熱酸化膜の
膜厚の均一性の向上が要求される。この熱酸化膜の形成
方法の中でも酸素と水素ガスの混合ガスを拡散炉のプロ
セスチューブ内で燃焼させるパイロジェニックスチーム
酸化は、均一の熱酸化膜を形成できることから半導体装
置の製造工程に多く採用されている。

【０００３】上記の熱酸化膜形成方法に使用されている
従来の半導体基板処理装置の一例を図２を参照して説明
する。図２において、プロセスチューブ１の窄まった一
端に設けられたガス導入部２は、第１のガス導入管３と
第２のガス導入管４とが配置されている。そして、第１
のプロセスである酸素ガスは第１のガス導入管３によっ
てプロセスチューブ１に導入される。また、第２のプロ
セスガスである水素ガスは、第２のガス導入管４によっ
てプロセスチューブ１に導入される。この水素ガスは、
第２のガス導入管４のノズル部４ａからプロセスチュー
ブ１内に導入され高温のプロセスチューブ１内で反応し
て水蒸気となり、この水蒸気を酸化雰囲気として使用
し、ボート５上に所定の間隔をおいて立てかけたシリコ
ンウェーハ６の表面に酸化膜を成長させる。そして、プ
ロセスチューブ１内の水素ガスが燃焼しているかどうか
は、該プロセスチューブ１の外側一端に配置したフレー
ムセンサ７で確認している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記装
置では、第２のガス導入管４のノズル部４ａがプロセス
チューブ１内で酸素の導入される第１のガス導入管３と
同じ方向に向いているため、点火動作を行なっても確実
に燃焼しているかどうかをフレームセンサ７で確認する
ことは難しかった。また、ダイオード、サイリスタ等の
製造上のプロセス温度は工数削減の必要性から、約１２
５０℃の高温プロセスとなってきており、この高温プロ
セスに耐えるためにプロセスチューブ１を石英から炭化
珪素（ＳｉＣ）に変更する必要があり、その場合には材
質自体が透明でないために、外部から燃焼光を受けるが
難しく従来のフレームセンサ７では対応できなくなる。

【０００５】すなわち、１２５０℃のプロセス温度では
ノズルの先端部４ａの温度が１２００℃近くに上昇し、
材質を石英にした場合、石英の軟化点に近い温度である
ことから石英のゆがみ、だれが発生しガス導入管４自体
が損傷することがあった。かかる理由から材質をより高
い温度に耐えるＳｉＣとする必要あるが、ＳｉＣは石英
のように透明ではなく、パイロジェニック燃焼方式にお
いて、Ｈ2ガスが確実に燃えていることを外部から監視
できず、ＳｉＣ製のガス導入管ではパイロジェニック燃
焼方式を採用できなくなる。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、ガス導入管の材質を高温に耐
えるＳｉＣとしても水素ガスの燃焼を外部から確実に監
視しでき、安定したパイロジェニック燃焼方式を行なえ
る構造を備えた半導体基板処理装置を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板処理
装置は、拡散炉のプロセスチューブの一端からガス導入
管ノズルを介してプロセスガスを導入し、該ガスを燃焼
させて、その燃焼炎から発生する光を検知し、該燃焼炎
の発生の有無を監視する機能を備えた半導体基板処理装
置において、上記ガス導入管の先端部をＵ字状に折曲げ
て、ガス噴出口となるノズル部を形成し、該ノズル部と
同一軸上に、プロセスチューブの一端から内部に伸びる
ように炎検出用の中空の導入管を配置し、該中空の導入
管の他端には透明な部材を密着させ、該透明な部材の他
端には赤外線フレームセンサを配置したことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の半導体基板処理装置は、
拡散炉におけるプロセスガス導入部のガス導入管の材質
をＳｉＣとすること、また、複数本のガス導入管のう
ち、１本の先端部をガス導入部側にＵ字状に折曲げて燃
焼炎がガスフローとは逆側となるようにすること、さら
に、ガスノズル部と同一軸上にあるもうガス導入管は、
燃焼監視用の中空の導入管とすること及び水素ガス燃焼
時に発生する赤外線を検出するために、透明な石英棒を
介して外部に赤外線フレームセンサを配置することを特
徴としている。次に、本発明をより具体化した実施例を
図１を参照して詳細に説明する。

【実施例】

【０００９】図において、拡散炉のプロセスチューブ１
０は、ＳｉＣにより形成され、そのガス導入部１０Ａの
端部にはフランジ１１が形成されている。このフランジ
１１に対してＳｉＣ製のホルダ１２がネジ１３により固
定され、このホルダ１２には同じくＳｉＣ製の第１のガ
ス導入管１４Ａ、第２のガス導入管１５及び中空の導入
管１６が固定されている。

【００１０】前記第１のガス導入管１４Ａは、ホルダ１
２の外側に設けたテフロンジョイント１７を介して外部
のガス導入管１４Ｂと接続されている。前記第２のガス
導入管１５の先端部は略Ｕ字状に折曲げられ、ノズル部
１５ａの先端部が逆の方向に向くように、かつ、中空の
導入管１６の中心軸線と一致するように配置されてい
る。また、第２のガス導入管１５はテフロンジョイント
１８を介して外部のガス導入管１９と接続されている。

【００１１】一方、前記中空の導入管１６は、テフロン
ジョイント２０を介して石英棒２１の一端と当接し、こ
の石英棒２１の後方には、その中心軸線が互いに一致す
るように赤外線フレームセンサ２２が配置されている。
上記のような中空の導入管１６を利用するようにしたの
は、ホルダ１２もＳｉＣであることから、該導入管１６
と気密封止を可能とするためである。

【００１２】上記のような構成において、第１のガス導
入管１４Ａ，１４Ｂには酸素（Ｏ2）ガス、例えば４リ
ットル／分程度の酸素ガスを流し、また、第２のガス導
入管１５，１９には水素（Ｈ2）ガス、例えば３．５リ
ットル／分程度の水素ガスを流す。そして、プロセスチ
ューブ１０内のプロセス温度が約８００℃に達すると燃
焼が開始することになる。上記の場合、第２のガス導入
管１５のノズル部１５ａがガスの導入側にＵ字状に曲が
っているので、ノズル部１５ａでの燃焼炎２３の状態
は、中空の導入管１６を介して石英棒２１に伝達され、
その後方に配置された赤外線フレームセンサ２２により
燃焼状態が確実に監視できる。

【００１３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば第２のガ
ス導入管の先端部をＵ字状に折曲げノズル部をガス導入
側に向け、ノズル部での燃焼炎と同軸上に中空の導入管
を介して石英棒を配置し、この石英棒の後方に赤外線フ
レームセンサを配置するようにしたので、プロセスチュ
ーブ及びガス導入管の材質をＳｉＣとしても何等問題な
くパイロジェニック燃焼方式によるプロセスチューブ内
の燃焼炎の状態を容易にかつ確実に監視することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体基板処理装置の一部を示す断面
図である。

【図２】従来の半導体基板処理装置の一部を示す断面図
である。

【符号の説明】

５ ボート ６ ウェーハ １０ プロセスチューブ １１ フランジ １２ ホルダ １４Ａ，１４Ｂ 第１のガス導入管 １５，１９ 第２のガス導入管 １６ 中空の導入管 １７，１８，２０ テフロンジョイント ２１ 石英棒 ２２ 赤外線フレームセンサ ２３ 燃焼炎

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散炉のプロセスチューブの一端からガ
   ス導入管ノズルを介してプロセスガスを導入し、該ガス
   を燃焼させて、その燃焼炎から発生する光を検知し、該
   燃焼炎の発生の有無を監視する機能を備えた半導体基板
   処理装置において、 上記ガス導入管の先端部をＵ字状に折曲げて、ガス噴出
   口となるノズル部を形成し、該ノズル部と同一軸上に、
   プロセスチューブの一端から内部に伸びるように炎検出
   用の中空の導入管を配置し、該中空の導入管の他端には
   透明な部材を密着させ、該透明な部材の他端には赤外線
   フレームセンサを配置したことを特徴とする半導体基板
   処理装置。
2. 【請求項２】 上記ガス導入管及び炎検出用の中空の導
   入管は、ＳｉＣからなることを特徴とする半導体基板処
   理装置。
3. 【請求項３】 上記透明部材は、石英棒からなることを
   特徴とする半導体基板処理装置。