JPS6051265B2 - 水蒸気発生装置 - Google Patents
水蒸気発生装置Info
- Publication number
- JPS6051265B2 JPS6051265B2 JP13805677A JP13805677A JPS6051265B2 JP S6051265 B2 JPS6051265 B2 JP S6051265B2 JP 13805677 A JP13805677 A JP 13805677A JP 13805677 A JP13805677 A JP 13805677A JP S6051265 B2 JPS6051265 B2 JP S6051265B2
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- Japan
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- water
- tank
- steam generator
- tank body
- steam
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水蒸気発生装置、特に水蒸気発生槽の構造に関
するものである。
するものである。
一般に水蒸気発生装置は、半導体装置の製造技術におい
て半導体の表面を酸化し、この酸化膜を拡散マスク、半
導体表面の安定化材料およびＭＯＳ型集積回路における
ゲート絶縁膜等の形成に広く利用されていることは周知
のことである。
て半導体の表面を酸化し、この酸化膜を拡散マスク、半
導体表面の安定化材料およびＭＯＳ型集積回路における
ゲート絶縁膜等の形成に広く利用されていることは周知
のことである。
本発明はこのような酸化膜を清浄でかつ安全に形成する
水蒸気発生装置に関するものてある。第１図は従来用い
られている酸化装置の一例を示す要部側面図である。同
図において、１はヒータ、２は石英管、３は水蒸気発生
装置、４は石英管２内に収納された半導体である。この
ように構成された酸化装置において、酸化・されるべき
半導体４はヒータ１により加熱された石英管２の中に挿
入され、水蒸気発生装置３から供給される水蒸気または
水蒸気を含んだ酸素により酸化されることになる。
水蒸気発生装置に関するものてある。第１図は従来用い
られている酸化装置の一例を示す要部側面図である。同
図において、１はヒータ、２は石英管、３は水蒸気発生
装置、４は石英管２内に収納された半導体である。この
ように構成された酸化装置において、酸化・されるべき
半導体４はヒータ１により加熱された石英管２の中に挿
入され、水蒸気発生装置３から供給される水蒸気または
水蒸気を含んだ酸素により酸化されることになる。
ここで、上記水蒸気発生装置３は第２図に示し門た構成
となつている。すなわち、同図において、５は酸素導入
口、６は水蒸気発生槽本体〔以下単に槽本体と称する〕
、７は水蒸気出口、８は水、９は加熱ヒータ、１０は排
出口、１１は水蒸気出口７の電磁弁、１２は排出口１０
の電磁弁であフる。このように構成された水蒸気発生装
置において、加熱ヒータ９によつて加熱された水蒸気は
酸素導入口５から導入される酸素によつて水蒸気出口７
から第１図に示した石英管２内に導入され５る。
となつている。すなわち、同図において、５は酸素導入
口、６は水蒸気発生槽本体〔以下単に槽本体と称する〕
、７は水蒸気出口、８は水、９は加熱ヒータ、１０は排
出口、１１は水蒸気出口７の電磁弁、１２は排出口１０
の電磁弁であフる。このように構成された水蒸気発生装
置において、加熱ヒータ９によつて加熱された水蒸気は
酸素導入口５から導入される酸素によつて水蒸気出口７
から第１図に示した石英管２内に導入され５る。
ここで通常用いられる水８は蒸留水、脱イオン水が用い
られるが、加熱の初期には水８の蒸気圧より高い蒸気圧
を有する不純物が蒸発するため、これらの不純物を石英
管２へ導入しないように配慮されている。このために排
出口１０が設けられ、水蒸気を水蒸気出口７に導くかあ
るいは排出口１０に導くかは電磁弁１１，１２の開閉に
よつて決定される。しかしながら、上記構成による水蒸
気発生装置においては、水８の補給口を設けていないた
め、短時間の酸化にしか用いることができず、長時間の
酸化を行なう場合には槽本体６を大きくしなければなら
なかつた。
られるが、加熱の初期には水８の蒸気圧より高い蒸気圧
を有する不純物が蒸発するため、これらの不純物を石英
管２へ導入しないように配慮されている。このために排
出口１０が設けられ、水蒸気を水蒸気出口７に導くかあ
るいは排出口１０に導くかは電磁弁１１，１２の開閉に
よつて決定される。しかしながら、上記構成による水蒸
気発生装置においては、水８の補給口を設けていないた
め、短時間の酸化にしか用いることができず、長時間の
酸化を行なう場合には槽本体６を大きくしなければなら
なかつた。
しかしながら、この場合には水温を上昇させるのに長時
間を要するなどの問題点を有していた。このような問題
点を解決しようとしたものとしては、槽本体６に水８の
補給口を設けることが考えられるが、この場合、新たに
導入された水に含まれる蒸気圧の高い不純物を排出する
必要があるため、水を新たに導入するたびに水蒸気出口
７への電磁弁１１を閉じ、排出口１０の電磁弁１２を開
放する必要があり、その間は半導体の酸化工程を中断せ
ざるを得なかつた。
間を要するなどの問題点を有していた。このような問題
点を解決しようとしたものとしては、槽本体６に水８の
補給口を設けることが考えられるが、この場合、新たに
導入された水に含まれる蒸気圧の高い不純物を排出する
必要があるため、水を新たに導入するたびに水蒸気出口
７への電磁弁１１を閉じ、排出口１０の電磁弁１２を開
放する必要があり、その間は半導体の酸化工程を中断せ
ざるを得なかつた。
このように不純物の排出作業の必要性から水を常時補給
し、連続して長時間の酸化を行なうことは事実上極めて
不可能であつた。さらにこのような問題点を解決しよう
としたものとしては、第３図にその要部断面図で示した
水蒸気発生装置が提案されている。
し、連続して長時間の酸化を行なうことは事実上極めて
不可能であつた。さらにこのような問題点を解決しよう
としたものとしては、第３図にその要部断面図で示した
水蒸気発生装置が提案されている。
ここで第２図と同記号は同一要素となるのでその説明は
省略する。すなわち、同図において、１３は水を連続的
に供給する補給口であり、１４は予剰水を排出す．る排
出口、１５は槽本体６を二つの槽に分割させる仕切り壁
、１５ａは仕切り壁１５に設けた連結穴である。この場
合、槽本体６は仕切り壁１５によつて予備加熱槽６ａと
加熱槽６ｂとの二槽に分割される。また、ヒータ９は槽
本体６の外周面側！に巻設されている。このように構成
された水蒸気発生装置において、仕切り壁１５によつて
二分割された二槽のうち水の補給口１３が設けられた予
備加熱槽６ａは補給口１３から常時補給される水を一定
温度に予く備加熱させる。
省略する。すなわち、同図において、１３は水を連続的
に供給する補給口であり、１４は予剰水を排出す．る排
出口、１５は槽本体６を二つの槽に分割させる仕切り壁
、１５ａは仕切り壁１５に設けた連結穴である。この場
合、槽本体６は仕切り壁１５によつて予備加熱槽６ａと
加熱槽６ｂとの二槽に分割される。また、ヒータ９は槽
本体６の外周面側！に巻設されている。このように構成
された水蒸気発生装置において、仕切り壁１５によつて
二分割された二槽のうち水の補給口１３が設けられた予
備加熱槽６ａは補給口１３から常時補給される水を一定
温度に予く備加熱させる。
この場合、予備加熱された水８は連結穴１５ａを介して
加熱槽６ｂに到達するまでに一定温度に加熱されるとと
もに、この水８に含まれた不純物が蒸気となつて排水口
１４より排出される。このような装置によれば、槽本体
６に常時水が補給され、かつ不純物も予備加熱時に除去
できるため、長時間にわたつて清浄な酸化を持続するこ
とができる。しかしながら、上記構成による水蒸気発生
装置においては、形成される酸化膜厚を精密に制御させ
るために水蒸気とこの水蒸気を第１図に示した石英管２
に運ぶ酸素の量をそれぞれ精密に制御する必要がある。
このため、酸素導入口５から導入ノさせる酸素の流量、
補給口１３から供給せる水の量およびヒータ９に供給す
る電力を常に一定に保つ必要があり、これらの制御装置
をこの水蒸気発生装置に採用した場合には多大な費用が
必要となるなどの欠点を有している。したがつて、本発
明の目的は上記の欠点を除去するためになされたもので
あり、低価格でかつ長時間にわたつて清浄な酸化を可能
にした水蒸気発生装置を提供することにある。
加熱槽６ｂに到達するまでに一定温度に加熱されるとと
もに、この水８に含まれた不純物が蒸気となつて排水口
１４より排出される。このような装置によれば、槽本体
６に常時水が補給され、かつ不純物も予備加熱時に除去
できるため、長時間にわたつて清浄な酸化を持続するこ
とができる。しかしながら、上記構成による水蒸気発生
装置においては、形成される酸化膜厚を精密に制御させ
るために水蒸気とこの水蒸気を第１図に示した石英管２
に運ぶ酸素の量をそれぞれ精密に制御する必要がある。
このため、酸素導入口５から導入ノさせる酸素の流量、
補給口１３から供給せる水の量およびヒータ９に供給す
る電力を常に一定に保つ必要があり、これらの制御装置
をこの水蒸気発生装置に採用した場合には多大な費用が
必要となるなどの欠点を有している。したがつて、本発
明の目的は上記の欠点を除去するためになされたもので
あり、低価格でかつ長時間にわたつて清浄な酸化を可能
にした水蒸気発生装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明による゛水蒸気
発生装置は、槽本体を連続口で結合する二つの槽に分割
し、一方に水の補給口および余剰水の排出口を設け、他
方に水蒸気出口を設けたものである。
発生装置は、槽本体を連続口で結合する二つの槽に分割
し、一方に水の補給口および余剰水の排出口を設け、他
方に水蒸気出口を設けたものである。
以下図面を用いて本発明による水蒸気発生装置について
詳細に説明する。第４図は本発明による水蒸気発生装置
の一例を示す要部断面図であり、第３図と同記号は同一
要素となるのでその説明は省略する。同図において、第
３図と異なる点は、酸素導入口５を除去して水蒸気発生
装置を構成したものである。このように構成された水蒸
気発生装置においては、ヒータ９によつて加熱されて発
生した水蒸気のみが水蒸気出口７から第１図に示した石
英管２に導入されることになる。
詳細に説明する。第４図は本発明による水蒸気発生装置
の一例を示す要部断面図であり、第３図と同記号は同一
要素となるのでその説明は省略する。同図において、第
３図と異なる点は、酸素導入口５を除去して水蒸気発生
装置を構成したものである。このように構成された水蒸
気発生装置においては、ヒータ９によつて加熱されて発
生した水蒸気のみが水蒸気出口７から第１図に示した石
英管２に導入されることになる。
したがつて、石英管２には常に１００％の水蒸気が連続
して供給されるため、石英管２の大きさに応じ一定流量
以上の水蒸気が供給される場合、酸化膜の成長速度はそ
の流量とは無関係な一定値となり、従来の方法に比較し
て膜厚の制御性を大幅に向上させることができる。すな
わち、従来では酸素導入口５に供給する酸素により水蒸
気を石英管２に導入させていたが、本発明による装置で
は酸素を用いないため、酸化に必要となる気体の流量を
全て発生する水蒸気自体の圧力によつて石英管２に導入
させたものである。したがつて、長時間にわたつて安定
した清浄な酸化膜を安価に形成することができる。した
がつて、この場合、本発明による水蒸気発生装置の槽本
体６は下記の点を配慮した設計が要求される。その一例
を第４図を用いて説明する。すなわち第４図において、
槽本体６の形状をその半径をｒ１高さをｈの円筒状の場
合について説明する。まず、槽本体６に水蒸気出口７を
設けた加熱槽６ｂの表面積Ｓ１は、該加熱槽６ｂを見る
中心角をθとしたとき、で表わされる。
して供給されるため、石英管２の大きさに応じ一定流量
以上の水蒸気が供給される場合、酸化膜の成長速度はそ
の流量とは無関係な一定値となり、従来の方法に比較し
て膜厚の制御性を大幅に向上させることができる。すな
わち、従来では酸素導入口５に供給する酸素により水蒸
気を石英管２に導入させていたが、本発明による装置で
は酸素を用いないため、酸化に必要となる気体の流量を
全て発生する水蒸気自体の圧力によつて石英管２に導入
させたものである。したがつて、長時間にわたつて安定
した清浄な酸化膜を安価に形成することができる。した
がつて、この場合、本発明による水蒸気発生装置の槽本
体６は下記の点を配慮した設計が要求される。その一例
を第４図を用いて説明する。すなわち第４図において、
槽本体６の形状をその半径をｒ１高さをｈの円筒状の場
合について説明する。まず、槽本体６に水蒸気出口７を
設けた加熱槽６ｂの表面積Ｓ１は、該加熱槽６ｂを見る
中心角をθとしたとき、で表わされる。
そして、酸化に必要な水蒸気量をＡｅｌＳｅＣとすると
、水の量は、となり、毎秒０．８Ａｇｒ′の１００′Ｃ
の水を水蒸気に変換する熱量が必要となる。
、水の量は、となり、毎秒０．８Ａｇｒ′の１００′Ｃ
の水を水蒸気に変換する熱量が必要となる。
つまり、の熱量が必要となる。
また、単位面積当りの槽本体６に加わる熱量をＰｗａｔ
ｌｃＴｌとすると、加熱槽６ｂに加わる熱量はＳｌＰと
なり、次の関係式が成立しなければならない。した力？
て、（１）式、（２）式より となる。
ｌｃＴｌとすると、加熱槽６ｂに加わる熱量はＳｌＰと
なり、次の関係式が成立しなければならない。した力？
て、（１）式、（２）式より となる。
一方、水の補給口１３を設けた予備加熱槽６ａの表面積
Ｓ２は同様にて表わされる。
Ｓ２は同様にて表わされる。
そして、毎秒補給する水の温度を丁Ｃとし、排水口１４
から流出する余剰水量をＢｇｒｌｓｅｃとすると、毎秒
この予備加熱室６ａに必要な熱量はとなり、（２）式と
同様に次式が成立しなければならない。
から流出する余剰水量をＢｇｒｌｓｅｃとすると、毎秒
この予備加熱室６ａに必要な熱量はとなり、（２）式と
同様に次式が成立しなければならない。
．−したが
つて（４）式、（５）式より（６）式はさらに と表わせる。
つて（４）式、（５）式より（６）式はさらに と表わせる。
したがつて、第４図に示した円筒状の水蒸気発生装置に
おいて、槽本体６の半径ｒ１高さｈおよび水蒸気出口７
を設けた加熱槽６ｂを見る中心角θを第（３）式および
第（７）式を満足するように選定することによつて前述
した効果を満足する水蒸気発生装置が得られる。
おいて、槽本体６の半径ｒ１高さｈおよび水蒸気出口７
を設けた加熱槽６ｂを見る中心角θを第（３）式および
第（７）式を満足するように選定することによつて前述
した効果を満足する水蒸気発生装置が得られる。
なお、上記実施例においては、槽本体が円筒形状をなし
、これを中心角θで加熱槽および予備加熱槽の二つの槽
に分割した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、上記同様のことが他の形状を有
する槽本体およびその分割方法においても前述と同様の
効果が得られることは言うまでもない。
、これを中心角θで加熱槽および予備加熱槽の二つの槽
に分割した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、上記同様のことが他の形状を有
する槽本体およびその分割方法においても前述と同様の
効果が得られることは言うまでもない。
以上説明したように本発明による水蒸気発生装置によれ
ば、長時間にわたつて安定した清浄酸化を行なうことが
でき、しかも低価格で可能になるなどの極めて優れた効
果が得られる。
ば、長時間にわたつて安定した清浄酸化を行なうことが
でき、しかも低価格で可能になるなどの極めて優れた効
果が得られる。
第１図は従来の酸化装置の一例を示す要部側面）図、第
２図は第１図の水蒸気発生装置の一例を示す要部断面図
、第３図は現在提案されている水蒸気発生装置の一例を
示す要部断面図、第４図は本発明による水蒸気発生装置
の一例を示す要部断面図である。 ″１・・・・・・ヒータ、２・・・・・・石英管、３・
・・・・・水蒸気発生装置、４・・・・・・半導体、５
・・・・・・酸素導入口、６・・・・・・水蒸気発生槽
（槽本体）、６ａ・・・・予備加熱槽、６ｂ・・・・・
・加熱槽、７・・・・・・水蒸気出口、８・・・水、９
・・・・・・加熱ヒータ、１０・・・・・・排出口、１
１，１２・・・・・・電磁弁、１３・・・・・・補給口
、１４・・・・・・排出口、１５・・・・・・仕切り壁
、１５ａ・・・・・・連結穴。
２図は第１図の水蒸気発生装置の一例を示す要部断面図
、第３図は現在提案されている水蒸気発生装置の一例を
示す要部断面図、第４図は本発明による水蒸気発生装置
の一例を示す要部断面図である。 ″１・・・・・・ヒータ、２・・・・・・石英管、３・
・・・・・水蒸気発生装置、４・・・・・・半導体、５
・・・・・・酸素導入口、６・・・・・・水蒸気発生槽
（槽本体）、６ａ・・・・予備加熱槽、６ｂ・・・・・
・加熱槽、７・・・・・・水蒸気出口、８・・・水、９
・・・・・・加熱ヒータ、１０・・・・・・排出口、１
１，１２・・・・・・電磁弁、１３・・・・・・補給口
、１４・・・・・・排出口、１５・・・・・・仕切り壁
、１５ａ・・・・・・連結穴。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水を貯える槽本体と、前記槽本体内を二槽に分割さ
せかつ前記二槽を連結する連結穴を設けた仕切り壁と、
前記槽本体の外周面に設けられたヒータとを備え、前記
第１の槽に水の補給口および余剰水の排出口を設け、第
２の槽に水蒸気の出口を設けたことを特徴とする水蒸気
発生装置。 ２ 前記ヒータと接触する第２の槽の表面積をＳ＿１〔
ｃｍ＾２〕、第１の槽の表面積をＳ＿２〔ｃｍ＾２〕、
前記槽本体表面に加えられる単位面積当りの熱量をＰ〔
ｗａｔ／ｃｍ＾２〕とし、水の水蒸気発生量をＡ〔ｌ／
ｓｅｃ〕、補給される水の温度をＴ〔℃〕、余剰水の量
をＢ〔ｇｒ／ｓｅｃ〕とすると、Ｓ＿１≧１８１１Ａ／
Ｐ Ｓ＿２≧（４．２（Ｂ＋０．８Ａ）（１００−Ｔ））／
Ｐの二つの式を満足するように前記槽本体の形状を構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水蒸
気発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13805677A JPS6051265B2 (ja) | 1977-11-16 | 1977-11-16 | 水蒸気発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13805677A JPS6051265B2 (ja) | 1977-11-16 | 1977-11-16 | 水蒸気発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5470768A JPS5470768A (en) | 1979-06-06 |
| JPS6051265B2 true JPS6051265B2 (ja) | 1985-11-13 |
Family
ID=15212943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13805677A Expired JPS6051265B2 (ja) | 1977-11-16 | 1977-11-16 | 水蒸気発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6051265B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545724Y2 (ja) * | 1987-05-20 | 1993-11-25 | ||
| JP2006054249A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Sony Corp | 水蒸気発生装置および酸化装置 |
-
1977
- 1977-11-16 JP JP13805677A patent/JPS6051265B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545724Y2 (ja) * | 1987-05-20 | 1993-11-25 | ||
| JP2006054249A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Sony Corp | 水蒸気発生装置および酸化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5470768A (en) | 1979-06-06 |
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