JPH1154495A - External torch oxidation device having a plurality of hydrogen nozzles - Google Patents

External torch oxidation device having a plurality of hydrogen nozzles

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JPH1154495A
JPH1154495A JP9220891A JP22089197A JPH1154495A JP H1154495 A JPH1154495 A JP H1154495A JP 9220891 A JP9220891 A JP 9220891A JP 22089197 A JP22089197 A JP 22089197A JP H1154495 A JPH1154495 A JP H1154495A
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Shuichi Masuda
修一 増田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable parallel use of oxidation processing requiring a large rate of flow and oxidation processing requiring a small rate of flow, by providing a plurality of nozzles having different hydrogen gas ejection diameters, and independently controlling gas supply from the respective nozzles. SOLUTION: A small-flow hydrogen nozzle 1a having a range of a small rate of flow of 0.05 to 0.95 SLM is controlled by a small-flow mass flow controller 19a. A medium-flow hydrogen nozzle 1b having a range of medium rate of flow of 0.95 to 9.5 SLM is controlled by a medium-flow mass flow controller 19b. A large-flow hydrogen nozzle 1c having a range of a large rate of flow of 9.5 to 28.5 SLM is controlled by a large-flow mass flow controller 19c. In this manner, hydrogen gas having its rate of flow independently controlled is supplied to a combustion chamber 4. Thus, oxidation processing requiring a large rate of flow and oxidation processing requiring a small rate of flow can be used in parallel in one device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は外部燃焼酸化装置に
関し、特に、半導体製造に用いて好適とされる、水素ガ
スと酸素ガスを燃焼して水蒸気を発生させウエハーを熱
酸化させる外部燃焼酸化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an external combustion oxidizing apparatus, and more particularly, to an external combustion oxidizing apparatus suitable for use in semiconductor manufacturing, in which hydrogen gas and oxygen gas are burned to generate water vapor and thermally oxidize a wafer. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の複数の水素ノズルを有す
る外部燃焼酸化装置は、例えば特開平4−196536
号公報に記載されるように、水素と酸素を反応、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し、燃焼室及び水素ノズルの寿命
を損なうことなく、多量の水素を燃焼させることを目的
として用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an external combustion oxidizer having a plurality of hydrogen nozzles of this kind is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As described in Japanese Patent Application Publication, there is provided two or more hydrogen supply nozzles to a combustion chamber for reacting and burning hydrogen and oxygen, and independently controlling the supply of each hydrogen, thereby impairing the life of the combustion chamber and the hydrogen nozzle. Instead, it is used for the purpose of burning a large amount of hydrogen.

【0003】図3は、従来の複数の水素ノズルを有する
外部燃焼酸化装置を示す断面図である。図3に示すよう
に、外部燃焼酸化装置は、水素ノズル1a,1b、酸素
ノズル2、接続管3、水素の燃焼を行う燃焼室4、燃焼
室を加熱するヒーター5、ガス制御装置6、熱処理用ヒ
ーター7、石英管8、モーター9、ボールネジ10、ガ
イド11、半導体ウエハ用ボート12、石英管キャップ
14、断熱治具15を備えており、13は半導体ウエハ
13。
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional external combustion oxidizer having a plurality of hydrogen nozzles. As shown in FIG. 3, the external combustion oxidizing apparatus includes a hydrogen nozzle 1a, 1b, an oxygen nozzle 2, a connection pipe 3, a combustion chamber 4 for burning hydrogen, a heater 5 for heating the combustion chamber, a gas control device 6, a heat treatment. A heater 7, a quartz tube 8, a motor 9, a ball screw 10, a guide 11, a semiconductor wafer boat 12, a quartz tube cap 14, and a heat insulating jig 15.

【0004】図4は、図3の外部燃焼酸化装置のガス系
統図である。図4を参照すると、まず、酸素を燃焼室4
に供給するため空気作動弁16cを開けて、酸素の供給
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16a、16bを開き、空気作動弁
16jは閉じる。水素用マスフローコントローラー19
bで数SLMの水素を燃焼室4に供給させる。燃焼室4
で着火後、酸素供給量を所定量まで酸素用マスフローコ
ントローラー18bで増量し、後に水素供給量を増量す
る。
FIG. 4 is a gas system diagram of the external combustion oxidizer of FIG. Referring to FIG. 4, first, oxygen is supplied to the combustion chamber 4.
The air-operated valve 16c is opened to supply the oxygen to the supply port, and the supply amount of oxygen is set to several SLMs. After a lapse of a predetermined time, the air-operated valves 16a and 16b are opened to start hydrogen combustion, and the air-operated valve 16j is closed. Mass flow controller for hydrogen 19
At b, several SLMs of hydrogen are supplied to the combustion chamber 4. Combustion chamber 4
After ignition, the oxygen supply amount is increased to a predetermined amount by the oxygen mass flow controller 18b, and thereafter the hydrogen supply amount is increased.

【0005】水素ノズル1bの許容水素流量以内での燃
焼は、この後、空気作動弁16fを閉じ、許容水素流量
以上の燃焼の場合は、空気作動弁16kを閉じ空気作動
弁16jを開け、2つの水素ノズル1a、1bにて燃焼
室4内で水素と酸素の燃焼を行う。
[0005] Combustion within the permissible hydrogen flow rate of the hydrogen nozzle 1b is followed by closing the air-operated valve 16f. In the case of combustion exceeding the permissible hydrogen flow rate, the air-operated valve 16k is closed and the air-operated valve 16j is opened. The combustion of hydrogen and oxygen is performed in the combustion chamber 4 by the two hydrogen nozzles 1a and 1b.

【0006】通常、酸素量は、水素量の1/2より多く
するため、図3の石英管8には水蒸気と酸素の混合気体
が供給され、半導体ウエハ13の酸化を行う。
Normally, a mixed gas of water vapor and oxygen is supplied to the quartz tube 8 of FIG. 3 to oxidize the semiconductor wafer 13 in order to make the oxygen amount larger than 1 / of the hydrogen amount.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は下記記載の問題点を有している。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0008】第1の問題点は、従来技術は、大量の水素
を流すことを目的としており、水素ガスを小流量精度良
く流すことができない、ということである。
The first problem is that the prior art aims to flow a large amount of hydrogen, and cannot flow hydrogen gas with a small flow rate and high accuracy.

【0009】その理由は、大流量用マスフローコントロ
ーラー1個のみで水素流量をコントローラしているから
である。通常、マスフローコントローラーは流量を精度
良く制御できる範囲が決まっており(たとえば最大流量
の5〜95%)、大流量用マスフローコントローラー
(たとえば最大流量30SLM)では小流量(たとえば
0.1SLM)を精度良く流すことができない。
[0009] The reason is that the hydrogen flow rate is controlled by only one mass flow controller for a large flow rate. Usually, a range in which the mass flow controller can accurately control the flow rate is determined (for example, 5 to 95% of the maximum flow rate), and a large flow rate mass flow controller (for example, a maximum flow rate of 30 SLM) accurately controls a small flow rate (for example, 0.1 SLM). I can't shed.

【0010】第2の問題点は、水素ノズルの形状にあ
る。通常水素を供給するノズルの形状は以下の理由で選
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。
The second problem lies in the shape of the hydrogen nozzle. The shape of the nozzle that normally supplies hydrogen is selected for the following reasons. -Reduce the consumption of nozzles due to the combustion of hydrogen and secure a certain life.・ Prevent devitrification and deformation of the combustion chamber due to hydrogen combustion flame.

【0011】したがって、水蒸気を極少量必要とする酸
化処理には、水素ノズルの噴出径を小さくする必要があ
り、水蒸気を多量に必要とする酸化処理には、水素ノズ
ル本数を増やす必要があるが、燃焼管の大きさより一定
以上増やすことができないのが現状である。
Therefore, in the oxidation treatment requiring a very small amount of water vapor, it is necessary to reduce the ejection diameter of the hydrogen nozzle. In the oxidation treatment requiring a large amount of water vapor, it is necessary to increase the number of hydrogen nozzles. At present, it cannot be increased more than a certain size from the size of the combustion tube.

【0012】このため、流すことのできる水素流量の範
囲は自ずと決まってくるので、大流量と小流量を併用す
ることはできない、という問題点があった。
For this reason, the range of the flow rate of hydrogen that can be flowed is naturally determined, so that there is a problem that a large flow rate and a small flow rate cannot be used together.

【0013】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、水素ガス流量の供
給範囲を広げることによって大流量を必要とする酸化処
理と小流量を必要とする酸化処理を併用することのでき
る外部燃焼酸化装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to increase the supply range of the hydrogen gas flow rate to require an oxidation treatment requiring a large flow rate and a small flow rate. An object of the present invention is to provide an external combustion oxidizing apparatus that can use an oxidizing treatment.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る外部燃焼酸化装置は、水素ガスと酸素
ガスを燃焼して水蒸気を発生させて半導体ウエハを酸化
させる外部燃焼酸化装置において、水素ガス噴出径の異
なるノズルを複数有し、前記複数のノズルの各々からの
ガス供給を独立に制御する手段を備えたことを特徴とす
る。
To achieve the above object, an external combustion oxidizer according to the present invention is directed to an external combustion oxidizer that oxidizes a semiconductor wafer by generating hydrogen vapor by burning hydrogen gas and oxygen gas. A plurality of nozzles having different hydrogen gas ejection diameters, and means for independently controlling gas supply from each of the plurality of nozzles.

【0015】[発明の概要]本発明においては、小流量
の水蒸気を必要とする酸化処理の場合、水素ガス供給ノ
ズルの噴出径が小さいものを使用し、小流量用マスフロ
ーコントローラーにて流量を制御し、大流量の水蒸気を
必要とする酸化処理の場合、水素ガス供給ノズルの噴出
径が大きいものを使用し、大流量用マスフローコントロ
ーラーにて流量を制御する。ただし安全に着火するため
に、初期着火は上記極低流量用の水素ノズルと小流量用
マスフローコントローラーを用いて行い、次に大流量用
の水素ノズル及びマスフローコントローラーを用いて徐
々に所定の流量まで増加する。
[Summary of the Invention] In the present invention, in the case of an oxidation treatment requiring a small flow rate of steam, a hydrogen gas supply nozzle having a small ejection diameter is used, and the flow rate is controlled by a small flow rate mass flow controller. In the case of the oxidation treatment requiring a large flow rate of steam, a hydrogen gas supply nozzle having a large ejection diameter is used, and the flow rate is controlled by a mass flow controller for a large flow rate. However, in order to ignite safely, the initial ignition is performed using the hydrogen nozzle for extremely low flow rate and the mass flow controller for small flow rate, and then gradually to the predetermined flow rate using the hydrogen nozzle for large flow rate and the mass flow controller. To increase.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の外部燃焼酸化装置は、その好まし
い実施の形態において、半導体ウエハを加熱処理する処
理室と、該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、を有する半導体ウエハの外部燃
焼酸化において、水素の燃焼を行う燃焼室への水素ガス
供給ノズルの噴出径が異なるノズルを少なくとも2本以
上有し、その噴出径は供給流量に適したものであり、各
々のノズルからのガス供給は供給流量に適したマスフロ
ーコントローラーで独立に制御するものである。
Embodiments of the present invention will be described below. In a preferred embodiment, the external combustion oxidizing apparatus according to the present invention includes a semiconductor having a processing chamber for heating a semiconductor wafer, and a gas supply apparatus for supplying an inert gas, oxygen, water vapor, or the like to the processing chamber. In the external combustion oxidation of a wafer, the hydrogen gas supply nozzle has at least two nozzles having different ejection diameters to a combustion chamber for burning hydrogen, and the ejection diameter is suitable for the supply flow rate. Is controlled independently by a mass flow controller suitable for the supply flow rate.

【0017】すなわち、燃焼する水素の流量によって適
正な水素のノズル、すなわち、大流量にはノズルの噴出
径が大で、小流量にはノズルの噴出径が小のノズルを少
なくとも2本以上設置し、マスフローコントローラーも
各々のノズルに合せたものを用い、これにより燃焼可能
な水素流量の幅を広げることができ、その流量の精度も
向上する。これは大流量を必要とする酸化処理と小流量
を必要とする酸化処理を1台の装置で併用することがで
きる。
That is, at least two or more nozzles of a proper hydrogen nozzle depending on the flow rate of the burning hydrogen, that is, a nozzle having a large nozzle diameter for a large flow rate and a small nozzle diameter for a small flow rate are provided. The mass flow controller used for each nozzle is also used, so that the range of combustible hydrogen flow rate can be widened and the flow rate accuracy can be improved. This means that an oxidation treatment requiring a large flow rate and an oxidation treatment requiring a small flow rate can be used in one apparatus.

【0018】本発明の実施の形態においては、特に小流
量の水素を精度良く燃焼することが可能となるため、窒
素等の希釈ガスで小量の水蒸気を希釈することによって
酸化速度を低減することができるようになる。その結
果、より高温下においても半導体ウエハ上の極薄膜の膜
厚の制御性が向上する。
In the embodiment of the present invention, particularly, a small flow rate of hydrogen can be burned with high accuracy. Therefore, the oxidation rate is reduced by diluting a small amount of steam with a diluent gas such as nitrogen. Will be able to As a result, even at higher temperatures, the controllability of the thickness of the ultra-thin film on the semiconductor wafer is improved.

【0019】[0019]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。図1は、本発明の複数の水素ノズル
を有する外部燃焼酸化装置の一実施例を示す断面図、図
2は図1のガス系統図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an external combustion oxidation apparatus having a plurality of hydrogen nozzles of the present invention, and FIG. 2 is a gas system diagram of FIG.

【0020】図1を参照すると、本発明の一実施例の半
導体ウエ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を加熱するヒーター5と、燃焼室で
生成された水蒸気、余剰酸素及び希釈ガスを石英管8ま
で供給する接続管3と、燃焼室4に水素を供給する少な
くとも2本以上の水素ノズル1a,1b,1cと酸素を
供給する酸素ノズル2と、各ノズルに供給するガスを制
御するガス供給装置6と、を備えている。
Referring to FIG. 1, an external combustion oxidation apparatus for a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention includes a combustion chamber 4 for burning hydrogen, a heater 5 for heating the combustion chamber 4, and a gas generated in the combustion chamber. A connection pipe 3 for supplying the steam, surplus oxygen and dilution gas to the quartz pipe 8, at least two hydrogen nozzles 1a, 1b, 1c for supplying hydrogen to the combustion chamber 4, and an oxygen nozzle 2 for supplying oxygen; A gas supply device 6 for controlling gas supplied to each nozzle.

【0021】また、7は熱処理用ヒーター、9はモータ
ー、10はボールネジ、11はガイド、12は半導体ウ
エハ用ボート、13は半導体ウエハ、14は石英管キャ
ップ、15は断熱治具である。
Reference numeral 7 denotes a heat treatment heater, 9 denotes a motor, 10 denotes a ball screw, 11 denotes a guide, 12 denotes a semiconductor wafer boat, 13 denotes a semiconductor wafer, 14 denotes a quartz tube cap, and 15 denotes a heat insulating jig.

【0022】図2のガス系統図において、16a〜nは
空気作動弁、17は窒素用マスフローコントローラー、
18a,18bは酸素用マスフローコントローラー、1
9a,19b,19cは水素用マスフローコントローラ
ーである。
In the gas system diagram of FIG. 2, 16a to n are air-operated valves, 17 is a nitrogen mass flow controller,
18a and 18b are mass flow controllers for oxygen, 1
9a, 19b and 19c are hydrogen mass flow controllers.

【0023】本実施例では、小流量の範囲を0.05〜
0.95SLM、中流量の範囲を0.95〜9.5SL
M、大流量の範囲を9.5〜28.5SLMと仮に定義
すると、水素ノズル1aは小流量用、1bは中流量用、
1cは大流量用であり、そのノズルの噴出径はそれぞれ
の流量を流すのに適した径をしている(順にノズルの噴
出径が小・中・大)。
In this embodiment, the range of the small flow rate is 0.05 to
0.95 SLM, medium flow rate range from 0.95 to 9.5 SL
Assuming that the range of M and the large flow rate is 9.5 to 28.5 SLM, the hydrogen nozzle 1a is for a small flow rate, 1b is for a medium flow rate,
1c is for a large flow rate, and the ejection diameter of the nozzle is a diameter suitable for flowing each flow rate (the ejection diameter of the nozzle is small, medium, and large in order).

【0024】小流量用水素ノズル1aは小流量用マスフ
ローコントローラー19aで、中流量用水素ノズル1b
は中流量用マスフローコントローラー19bで、大流量
用水素ノズル1cは大流量用マスフローコントローラー
19cで、それぞれ独立に流量制御された水素ガスが供
給される。
The small flow hydrogen nozzle 1a is a small flow mass flow controller 19a, and the medium flow hydrogen nozzle 1b
Is a mass flow controller 19b for medium flow, and the hydrogen nozzle 1c for large flow is a mass flow controller 19c for large flow, and hydrogen gas whose flow rate is independently controlled is supplied.

【0025】小流量用マスフローコントローラー19a
の最大流量は1SLMであり、中流量用マスフローコン
トローラー19bの最大流量は10SLMであり、大流
量用マスフローコントローラー19cの最大流量は30
SLMである。
Mass flow controller 19a for small flow rate
Is 1 SLM, the maximum flow rate of the medium flow mass flow controller 19 b is 10 SLM, and the maximum flow rate of the large flow rate mass flow controller 19 c is 30 SLM.
SLM.

【0026】酸素用マスフローコントローラー18aの
最大流量は1SLMで、18bの最大流量は20SLM
である。窒素用マスフローコントローラー17の最大流
量は20SLMで、希釈ガス用マスフローコントローラ
ー20の最大流量は50SLMである。
The maximum flow rate of the mass flow controller for oxygen 18a is 1 SLM, and the maximum flow rate of 18b is 20 SLM.
It is. The maximum flow rate of the nitrogen mass flow controller 17 is 20 SLM, and the maximum flow rate of the dilution gas mass flow controller 20 is 50 SLM.

【0027】半導体ウエハ13を積載した半導体ウエハ
用ボート12は石英管8に挿入される。このとき、大気
雰囲気による酸化を低減するため、酸素と窒素の混合気
体を石英管8に供給する。半導体ウエハ13が所定の処
理位置に達し、石英管8内の温度が安定した後、酸化処
理を行う。
The semiconductor wafer boat 12 loaded with the semiconductor wafer 13 is inserted into the quartz tube 8. At this time, a mixed gas of oxygen and nitrogen is supplied to the quartz tube 8 in order to reduce oxidation due to the atmosphere. After the semiconductor wafer 13 reaches a predetermined processing position and the temperature in the quartz tube 8 is stabilized, an oxidation process is performed.

【0028】まず小流量の水蒸気を必要とする酸化処理
の場合を説明する。酸素を燃焼室4に供給するため空気
作動弁16cと16dを開けて、酸素の供給量を1SL
Mとする。燃焼室4内を酸素で充分満たした後に水素用
マスフローコントローラー19aで0.1SLMの水素
を燃焼室4に供給させる。
First, the case of an oxidation treatment requiring a small flow rate of steam will be described. In order to supply oxygen to the combustion chamber 4, the air-operated valves 16c and 16d are opened to reduce the supply amount of oxygen to 1 SL.
M is assumed. After the inside of the combustion chamber 4 is sufficiently filled with oxygen, 0.1 SLM of hydrogen is supplied to the combustion chamber 4 by the hydrogen mass flow controller 19a.

【0029】燃焼室4で着火後、水素供給量を所定量ま
で水素用マスフローコントローラー19aで増減量し、
後に酸素供給量を所定量まで酸素用マスフローコントロ
ーラー18aで増減量する。
After ignition in the combustion chamber 4, the hydrogen supply amount is increased or decreased by a hydrogen mass flow controller 19a to a predetermined amount.
Thereafter, the oxygen supply amount is increased or decreased to a predetermined amount by the oxygen mass flow controller 18a.

【0030】希釈ガスで発生した水蒸気を希釈して石英
管8に供給する場合は空気作動弁16nを開けて希釈ガ
スを導入し、その流量は希釈ガス用マスフローコントロ
ーラー20で制御する。この場合石英管8にて水蒸気と
酸素と希釈ガスの混合気体が供給される。
When the steam generated by the diluent gas is diluted and supplied to the quartz tube 8, the air-operated valve 16n is opened to introduce the diluent gas, and the flow rate is controlled by the diluent gas mass flow controller 20. In this case, a mixed gas of steam, oxygen, and a diluent gas is supplied through the quartz tube 8.

【0031】次に中流量の水蒸気を必要とする酸化処理
の場合を説明する。酸素を燃焼室4に供給するため空気
作動弁16cと16dを開けて、酸素の供給量を1SL
Mとする。燃焼室4内を酸素で充分満たした後に水素用
マスフローコントローラー19aで0.1SLMの水素
を燃焼室4に供給させる。燃焼室4で着火後、空気作動
弁16eを開けて、16dを閉じる。酸素用マスフロー
コントローラー18bで酸素の供給量を所定まで増量
し、後に空気作動弁16fと16gを開けて、水素用マ
スフローコントローラー19bで水素の供給量を所定ま
で増量し、空気作動弁16a、16bを閉じる。
Next, the case of an oxidation treatment requiring a medium flow rate of steam will be described. In order to supply oxygen to the combustion chamber 4, the air-operated valves 16c and 16d are opened to reduce the supply amount of oxygen to 1 SL.
M is assumed. After the inside of the combustion chamber 4 is sufficiently filled with oxygen, 0.1 SLM of hydrogen is supplied to the combustion chamber 4 by the hydrogen mass flow controller 19a. After ignition in the combustion chamber 4, the air-operated valve 16e is opened and 16d is closed. The supply amount of oxygen is increased to a predetermined amount by the mass flow controller for oxygen 18b, and the air-operated valves 16f and 16g are later opened, and the supply amount of hydrogen is increased to the predetermined amount by the mass-flow controller 19b for hydrogen. close.

【0032】次に大流量の水蒸気を必要とする酸化処理
の場合を説明する。酸素を燃焼室4に供給するため空気
作動弁16cと16dを開けて、酸素の供給量を1SL
Mとする。燃焼室4内を酸素で充分満たした後に水素用
マスフローコントローラー19aで0.1SLMの水素
を燃焼室4に供給させる。燃焼室4で着火後、空気作動
弁16eを開けて、16dを閉じる。酸素用マスフロー
コントローラー18bで酸素の供給量を所定まで増量
し、後に空気作動弁16hと16iを開けて、水素用マ
スフローコントローラー19cで水素の供給量を所定ま
で増量し、空気作動弁16a、16bを閉じる。
Next, the case of an oxidation treatment that requires a large flow rate of steam will be described. In order to supply oxygen to the combustion chamber 4, the air-operated valves 16c and 16d are opened to reduce the supply amount of oxygen to 1 SL.
M is assumed. After the inside of the combustion chamber 4 is sufficiently filled with oxygen, 0.1 SLM of hydrogen is supplied to the combustion chamber 4 by the hydrogen mass flow controller 19a. After ignition in the combustion chamber 4, the air-operated valve 16e is opened and 16d is closed. The supply amount of oxygen is increased to a predetermined amount by the mass flow controller for oxygen 18b, and the air-operated valves 16h and 16i are opened later, and the supply amount of hydrogen is increased to the predetermined amount by the mass-flow controller for hydrogen 19c. close.

【0033】酸化処理後、石英管8に窒素が供給されて
後、半導体ウエハ13は出炉し所定のシーケンスが完了
する。
After the oxidizing process, nitrogen is supplied to the quartz tube 8, the semiconductor wafer 13 is discharged from the furnace, and a predetermined sequence is completed.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0035】本発明の第1の効果は、燃焼可能な水素流
量の幅を広げることができ、その流量の精度も向上す
る、ということである。その理由は、本発明において
は、燃焼する水素の流量によって適正な水素のノズルを
少なくとも2本以上設置し、マスフローコントローラー
もそれに合わせたものを用いているためである。このた
め、本発明によれば、これは大流量を必要とする酸化処
理と小流量を必要とする酸化処理を1台の装置で併用す
ることができる。
The first effect of the present invention is that the width of the combustible hydrogen flow rate can be widened and the accuracy of the flow rate can be improved. The reason is that, in the present invention, at least two or more hydrogen nozzles are appropriately installed according to the flow rate of the burning hydrogen, and the mass flow controller is also adapted to the nozzles. For this reason, according to the present invention, the oxidation treatment requiring a large flow rate and the oxidation treatment requiring a small flow rate can be used in one apparatus.

【0036】本発明の第2の効果は、小流量の水素を精
度良く燃焼することが可能となり、窒素等の希釈ガスで
小量の水蒸気を希釈することによって酸化速度を低減す
ることができる、ということである。その結果、より高
温下においても半導体ウエハ上の極薄膜の膜厚の制御性
が向上する。
The second effect of the present invention is that a small amount of hydrogen can be burned with high accuracy and the oxidation rate can be reduced by diluting a small amount of steam with a diluent gas such as nitrogen. That's what it means. As a result, even at higher temperatures, the controllability of the thickness of the ultra-thin film on the semiconductor wafer is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のガス系統図である。FIG. 2 is a gas system diagram of FIG.

【図3】従来の半導体ウエハの外部燃焼装置を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor wafer external combustion device.

【図4】図3のガス系統図である。FIG. 4 is a gas system diagram of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c 水素ノズル 2 酸素ノズル 3 接続管 4 燃焼室 5 ヒーター 6 ガス制御装置 7 熱処理用ヒーター 8 石英管 9 モーター 10 ボールネジ 11 ガイド 12 半導体ウエハ用ボート 13 半導体ウエハ 14 石英管キャップ 15 断熱治具 16a〜n 空気作動弁 17 窒素用マスフローコントローラー 19a,19b,19c 水素用マスフローコントロー
ラー 18a、18b 酸素用マスフローコントローラー 20 希釈ガス用マスフローコントローラー
1a, 1b, 1c Hydrogen nozzle 2 Oxygen nozzle 3 Connection pipe 4 Combustion chamber 5 Heater 6 Gas control device 7 Heat treatment heater 8 Quartz tube 9 Motor 10 Ball screw 11 Guide 12 Semiconductor wafer boat 13 Semiconductor wafer 14 Quartz tube cap 15 Heat insulation Tools 16a-n Air-operated valve 17 Mass flow controller for nitrogen 19a, 19b, 19c Mass flow controller for hydrogen 18a, 18b Mass flow controller for oxygen 20 Mass flow controller for dilution gas

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水素ガスと酸素ガスを燃焼して水蒸気を発
生させて半導体ウエハを酸化させる外部燃焼酸化装置に
おいて、 水素ガス噴出径の異なるノズルを複数有し、 前記複数のノズルの各々からのガス供給を独立に制御す
る手段を備えたことを特徴とする外部燃焼酸化装置。
An external combustion oxidizer for oxidizing a semiconductor wafer by generating water vapor by burning hydrogen gas and oxygen gas, comprising: a plurality of nozzles having different hydrogen gas ejection diameters; An external combustion oxidizer comprising means for independently controlling gas supply.
【請求項2】水素ガスと酸素ガスを燃焼して水蒸気を発
生させて半導体ウエハを酸化させる外部燃焼酸化装置に
おいて、 水素の燃焼を行う燃焼室への水素ガス供給ノズルについ
て噴出径の異なるノズルを少なくとも2本以上用意し、
前記各ノズルの噴出径は供給流量に適したものとされ、
前記各々ノズルからのガス供給はそれぞれの供給流量に
適したマスフローエントローラにて独立して制御される
ことを特徴とする外部燃焼酸化装置。
2. An external combustion oxidizing apparatus for oxidizing a semiconductor wafer by generating water vapor by burning hydrogen gas and oxygen gas, wherein nozzles having different ejection diameters are provided as nozzles for supplying hydrogen gas to a combustion chamber for burning hydrogen. Prepare at least two or more,
The ejection diameter of each nozzle is adapted to the supply flow rate,
The gas supply from each of the nozzles is independently controlled by a mass flow end roller suitable for each supply flow rate.
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