KR970007113B1 - 산화 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음

Description

산화 장치

제1도는, 파이로제닉(Pyrogenic)산화법을 채용한 종래의 연소실의 설명도.

제2도는, 종형(縱型)장치의 일반적 구성을 나타낸 설명도.

제3도는, 본 발명에서 수소가스의 도입관의 착설 상태를 나타낸 설명도.

제4도는, 본 발명에서 수소가스의 도입관의 구성을 나타낸 설명도.

제5도의(a)는, 본 발명에서 일체적으로 구성된 연소실, 산소도입관 및 공급관의 정면도.

제5도의(b)는, 본 발명에서 일체적으로 구성된 연소실, 산소도입관 및 공급관의 측면도.

제6도는, 본 발명의 종형산화장치에 적용되는 외부 연소장치의 분해 사시도.

제7도는, 외부연소방식을 채용한 본 발명의 다른 실시예의 설명도.

제8도는, 외부연소장치를 사용하지 않은 본 발명의 다른 실시예의 설명도.

제9도는, 보조 연소실을 형성한 본 발명의 다른 실시예의 설명도.

제10도의(a)는, 제9도의 가스버어너를 나타낸 단면도.

제10도의(b)는, 본 발명에서 다른 실시예의 가스 버어너를 나타낸 확대 단면도.

제11도는, 본 발명에서 가스버어너와 연소실이 편심하여 있는 경우의 실시예를 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수소가스 2 : 산소가스

3 : 연소실 4 : 반응관

5 : 웨이퍼 보오드 6 : 가스 버어너

7 : 산소 공급통로 8 : 산수소염

9 : 히이터 10 : 외부 연소장치

10' : 위벽부 11 : 프로세스 튜우브

12 : 도입구 13 : 히이터

14 : 석영 보오드 15 : 보온통

16 : 로우더 장치 17 : 핸들러

20 : 도입관 21 : 수평관

21a : 연결끝단 22 : 수직관

30 : 도입관 31 : 수평관

32 : 수직관 33 : 노즐

34 : 튜우브 코넥터 40 : 가열수단

41 : 분할형 히이터 42 : 분할형 히이터

43 : 케이스체 44 : 케이스체

45 : 열전대 50 : 연소실(외부연소장치)

50a : 중심선 50b : 상부측면

55 : 측면부 55a : 냉각수 도입구

55b : 냉각수 도출구 55c : 절결부

56 : 위쪽 지지체 56a : 냉각수 도입구

56b : 냉각수 도출구 56c : 절결부

57 : 검출기 58 : 플랙시블 튜우브(Flexible Tube)

60 : 공급관 61 : 수평관

62 : 수직관(파이프) 63 : 테프론 튜우브

64 : 테프론 피이딩(Feeding) 66 : 가열부(테이프 히이터)

66a : 석영 삽입관 71 : 보조 연소실

72 : 가스 버어너 72a : 중심축

72b : 분사구 72c : 중심선

73 : 산소공급통로 74 : 히이터

75 : 산소가스 76 : 수소가스

77 : 산수소염 77a : 기초부

77b : 앞끝단부 78 : 입구위벽부

w : 웨이퍼 θ : 경사각도

본 발명은, 반도체 웨이퍼(이하 단지 웨이퍼라 약층함) 등의 피처리체에 산화막을 형성하는 산화 장치에 관한 것이다.

종래에 있어, 산화로 로서는, 예를 들면 미합중국특허 제4,018,184호, 제4,167,915호, 제4,315,479호, 제4,268,538호, 일본국 특공소 58-182호 및 특공소 62-6342호 공보에 개시된 것이 있다. 이들은 어느 쪽도 횡형(橫型)의 산화로이다. 횡형형의 산화로는, 웨이퍼를 산화처리하는 가로로 설치되는 프로세스 튜우브(Process Tube)을 갖고 있다.

프로세스 튜우브의 주위에는, 웨이퍼 가열용의 가열수단과, 수증기 발생용의 가열수단과를 배치하고 있다.

즉, 횡형의 산화로는, 프로세스 튜우브의 내부를 수증기 발생용의 연소영역과 산화막 생성 영역에 겸하여 사용한 것이다.

한편, 미합중국특허 제4,018,814호, 일본국 특개소 55-90405호, 일본국 특개소 54-52470호 및 일본국 특개소 60-131807호 공보에서는, 프로세스를 튜우브와는 별개로 수증기 발생용의 외부 연소장치를 배치하고 있다.

이 연소실 내에 수소가스를 그의 착화점이앗으이 온도의 열공급원으로 산소가스와 함께 접촉시킨다. 이것에 의하면, 산소가스, 수소가스를 연소화합하여 수증기를 얻는다. 이 수증기를 프로세스 튜우브 내에 공급하도록 구성하고 있다. 상술한 종래의 산화로는, 어느쪽도 횡형의 것이다. 이들의 횡형로인 경우에는, 한쪽지지형상의 포오크(Fork)에 의하여 다수개 예를 들면 150매의 웨이퍼를 얹어 놓은 보오드를 프로세스 튜우브내에 로우드 또는 언로우드(Unload)할 필요가 있다.

그런데, 로(爐)의 내부벽면 및 보오드에는, 전의 열처리에 의하여 퇴적물이 부착되고 있다. 따라서, 포오크가 그의 자증에 의하여 휘어지면, 보오드에 부착된 퇴적물이 떨어진다. 이것이 파티클이나 불순물로서 웨이퍼에 부착되어 버리는 문제가 있다. 또한, 횡형 산화로는, 보다 큰 설치공간을 필요로 한다. 그러나, 클린룸내의 단위면적당의 코스트는 높다. 따라서, 특히 웨이퍼의 산호로인 경우, 산화로의 에너지 절약화의 요청이 강렬하다. 그러나, 종래의 횡형 산화로에서는, 이와 같은 요청에 부응할₂)가 휩슬리는 일이 많다. 그 결과, 횡형로의 경우, 불필요한 산화막이 발생하여, 웨이퍼 위의 막두께의 제어가 곤란하다. 또한, 종래에 웨이퍼의 표면에 산화막을 생성하는 경우에, 반응관내를 수증기 분위기로 하는 웨트(wet)산화법이 채용되고 있다. 웨트 산화법의 경우, 파이로제닉산화라 불리우는 방

이 방법은, 제1도에 나타낸 바와 같이, 수소가스(1)와 산소가스(2)와를 연소실 내에서 연소화합 시켜서 수증기를 발생시킨다. 이 수증기를, 웨이퍼(W)를 수용하고, 있는 반응관(4)에 도입한다. 이것에 의하여 반응관(4)내를 수증기 분위기로 한다. 또한 제1도중에, (5)는 웨이퍼 보오드, (6)은 가스버어너, (7)은 산소공급통로, (8)은 산수소염, (9)는 수소가스를 착화온도로 하기 위한 히이터이다. 그리고, 고온의 산수소염(8)이, 연소실(3)의 입구의 위벽부(10)에 근접하여, 위벽부(10)를 덮는다.

그런데, 연소실(3)은, 석영으로 형성되어 있다. 이로 인하여, 고온가열되면 변질한다. 경우에 따라서는, 연소실(3)이, 응용하여 파손되는 경우도 있다.

또한, 석영이 고온가열된, 열분해에 의하여 석영자체가 불순물이 되어 확산로의 로중심관으로 날아온다. 이로인하여 바람지하지 못한 상항을 만들어 낼 경우도 있다.

따라서, 이와 같은 수증기로써 웨트산화처리에 의한 것에서는, 양호한 반도체제품을 얻기가 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 높은 생산성으로써 피처리체에 산화막을 형성할 수가 있고, 또한, 자동화, 대 구경화가 가능하며, 또한 설치공간을 대폭적으로 감소할 수가 있는 산화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 산화장치의 하나의 대표적인 응용에는, 소정간격에서 수직방향으로 적층된 복수매의 피처리체를 수직방향으로 수용하는 종형의 프로세스 튜우브와, 프로세스 튜우브내를 수증기 분위기로 하는 분위기 형성수단과, 프로세스 튜우브내를 소정온도까지 가열하는 가열수단과를 구비하는 종형산화장치이다. 여기에서, 분위기 형성수단은, 프로세스 튜우브의 외부에 배치된 연소실 내에서, 산소가스, 수소가스를 연소하여 수증기를 생성하고, 수증기를 프로세스 튜우브의 가스 도입구에 공급하는 외부 연소장치에 의하여 구성하여도 좋다.

또한, 외부 연소장치는 산소가스, 수소가스를 독립하여 도입하기 위한 도입관과, 각 도입관이 한쪽 또는 양쪽의 주위에 배치되어, 도입관내의 가스를 발화점 이상의 온도까지 가열하는 가열수단과, 적어도 어느쪽인가 한쪽이 가열된 산소가스, 수소가스를 도입하여 접촉함으로서 이들을 연소화합하여 수증기를 생성하는 연소실과, 수증기를 프로세스 튜우브의 가스 도입구에 공급하는 공급관으로 구성하여도 좋다.

또한, 연소실과 수소가스의 도입관과의 사이에 보조 연소실을 개재하여도 좋다.

이와 같이 구성된 산화장치에 의하면, 피처리체는 각각 떨어져서 배치된다.

또한, 피처리체의 1매, 1매씩은 프로세스 튜우브내에 배치된다.

그리고, 이 프로세스 튜우브내를, 산소가스, 수소가스의 연소화합에 의하여 얻어진 수증기 분위기로 한다.

또한, 프로세스 튜우브내의 피처리체를 가열한다. 이것에 의하여, 피처리체의 표면에 산화막을 형성한다.

또한, 이 산화장치는, 피처리체를 얹어 놓는 보오드와 프로세스 튜우브를 접촉하지 않고 반입반출이 가능하다.

이로 인하여, 파티클(Particle)의 발생을 방지하여 피처리체의 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 프로세스 튜우브를 종형으로 한 경우, 설치 면적을 횡형로보다도 대폭적으로 축소할 수가 있다.

또한, 프로세스 튜우브 주위의 가열수단의 구조상의 지름의 제약도 없기 때문에, 대 구경화가 가능하다. 또한, 횡형로에 비하면, 피처리체의 전체면에 대한 온도, 가스의 균일성이 향상된다.

또한, 외부산소(O₂)가 휩쓸리는 것도 적지 않는 것이어서, 이 점에서도 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 본 발명의 산화장치의 하나는 보조연소실을 통하여 연소실과 가스버어너와를 연이어 통과시키고 있다. 이로 인하여 연소실에 수소가스와 산소가스와를 공급하면, 가스버어너의 수소가스가 연소를 개시하는 것이어서 수증기의 발생과 함께 산수소염이 발생한다. 이 때에, 산수소염은, 보조연소실을 통하여 연소실로 들어간다.

그러나, 이 염은, 연소실의 입구상부의 근방을 가열하는 것은 아니다.

다음에, 본 발명을 반도체 웨이퍼의 종형산화장치에 적용한 1 실시예에 대하여, 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 종형산화장치의 일반적인 구성을 제2도를 참조하여 설명한다. 이 종형산화장치는, 축방향을 수직축으로 하는 프로세스 튜우브(11)를 갖고 있다. 프로세스 튜우브(11)의 주위에는 가열장치로서 예를 통형상의 히이터(13)를 배치하고 있다. 프로세스 튜우브(11)의 위쪽끝단에는, 수증기 도입용의 도입구(12)가 형성되어 있다. 히이터(13)는 예를들면 저항가열형으로 제1가열수단을 이루고 있다. 프로세스 튜우브(11)내에는, 석영 보오드(14)가 수용되도록 되어 있다. 석영 보오드(14)는, 반도체 웨이퍼(도시않됨)를 수평상태에서, 또한 상하로 떨어진 상태에서 복수매가 배열 지지되도록 되어 있다. 석영 보오드(14)는, 프로세스 튜우브(11)내에 수직방향을 따라서 반입이 가능하다. 석영보오드(14)의 아래끝단에는, 보온통(15)이 배열되어 있다. 보온통(15)은, 석영 보오드(14)를 로중심에 위치시키기 위한 것이다.

보온통(15)은 로우더장치(16)에 의하여 상하로 동작된다. 보온통(15)의 상하 동작에 의하여 석영보오드(14)를 프로세스 튜우브(11)에 로우드 또는 언로우드(Unload)하도록 되어 있다. 또한, 보온통(15)을 회전이 자유롭게 구성하여, 보오드를 회전함으로써, 웨이퍼가 주위의 온도, 가스의 상태를 균일하게 할 수가 있다. 프로세스 튜우브(11)의 아래쪽에는, 핸들러(17)가 형성되어 있다. 핸들러(17)는, 석영보오드(14)를 사용하여 보오드 반송장치에 주고받고 하기 위한 것이다.

또한, 이 장치에서는, 프로세스 튜우브(11)와는 별개로 외부 연소장치(10)가 설치되어 있다. 즉, 프로세스 튜우브(11)의 윗쪽에 횡형으로 수증기 발생부가 형성되어 있다. 이 수증기 발생부를 본 실시예에서는 외부 연소장치(10)로서, 구성하고 있다. 외부 연소장치(10)는, 산소가스, 수소가스를 연소화합시켜서 수증기를 생성한다. 이 수증기는, 프로세스 튜우브(11)의 한쪽끝단에 형성된 가스 도입구(12)에 공급된다. 외부 연소장치(10)는, 제3도에 나타낸 바와 같이 다음과 같은 구성을 갖고 있다. 즉, 외부연소장치(10)는, 산소가스 및 수소가스를 각각 독립하여 도입하기 위한 도입관(20), (30)을 갖고 있다. 도입관(20), (30)의 주위에는 예비가열수단(41), (42) 예를들면 분할히이터가 배치되어 있다. 가열수단(40) 및 도입간(20), (30)은, 연소실(50)에 접속되어 있다. 연소실(50)은, 공급관을 통하여 산소가스, 수소가스를 연소화합하여 수증기를 생성한다. 생성된 수증기는, 공급관(62)을 통하여 가스 도입구(12)에 공급된다. 도입관(20), (30)은, 동일축의 2중관으로서 구성되어 있다. 또한, 산소가스의 도입관(20)의 안쪽에 수소가스 도입관(30)이 배치되어 있다.

또한, 산소가스의 도입관(20)과 연소실(50)은, 일체적으로 구성되어 있다. 도입관(20) 및 연소실(50)은, 예를들면 석영유리로 구성되고 접속부는, 단턱부를 갖는 구조(21a)로 되어 있다. 수소가스의 도입관(30)은, 제3도에 나타낸 바와 같이 튜우브 코넥터(34)에 의하여 지지되고 있다.

그리고, 산소가스 도입관(20)내에 간극을 형성하여 배열설치하고, 도입관(30)의 앞끝단에 형성된 노즐(33)이 연소실(50)내에 배치되도록 되어 있다. 수소가스의 도입관(30)은, 제4도에 나타내는 바와 같이, 관의 지름이 예를들면 8㎜인 수평관(31)의 한쪽끝단에 수소가스 도입용의 수직관(32)을 형성하고, 다른쪽 끝단에 노즐(33)을 형성하여 구성되고 있다. 노즐(33)은, 상기의 도입관(30)보다 관의 지름이 약간 작게 죄어져서, 예를들면 4㎜인 수평관(31)의 수평방향에 대하여 경사지게 아래쪽으로, 소정의 각도(θ)로서 경사져 있다. 이 경사각도(θ)는, 예를들면 5도로 설정되어 있다. 이것은 산소가스와의 연소화합에 의하여 발생되는 염이, 직접 연소실(50)의 석영벽면과 접촉하는 것을 방지할 수가 있다.

다음에, 석영유리로서 일체적으로 형성된 연소실(50), 산소가스의 도입관(20) 및 공급관(60)에 대하여 제5도를 참조하여 설명한다.

산소가스의 도입관(20)은, 수평관(21)과 연소실(50)과 접속부는 관지름을 크게한 연결끝단(21a)을 개재하여 연소실(50)과 연이어 통하고 있다. 수평관(21)의 다른 끝단쪽에는, 수직관(22)이 분기하고 있다. 이 수직관(22)에서 연소실(50)내에 산소가스가 도입된다. 연소실(50)에는, 한쪽끝단에 산소가스의 도입관(20)을 갖고 있다. 다른쪽 연소실(50)의 둘레면의 중앙부에는 또한 공급관(60)이 연결되어 있다. 이 공급관(60)은, 지름이 대 수평관(61)과 지름이 작은 예를 들면 12㎜의 수직관(62)으로 구성되어 있다. 수평관(61)의 한쪽끝단부는, 연소실(50)내에 연이어 통하고 있다. 수평관(61)의 한쪽끝단부에는, 수직관(62)이 형성되어 있다.

이와 같이, 산화를 위한 수증기 공급관(60)은, 산수소 도입관(20), (30)의 접속끝단과는 반대인 한쪽 끝단에 형성되지 아니한 구조로 되어 있다. 이로 인하여 산화장치를 소형화할 수가 있다.

또한 공급관(60)을 수소가스의 도입관(30)의 대향 끝단에 형성하는 경우에 비하여, 염이 직접 공급관(60)내에 침입하는 것을 방지할 수가 있다. 그리고, 외부 연소장치(50)의 외부에 대한 열의 영향을 감소할 수가 있다.

또한, 공급관(60)과 가스 도입구(12)와 연결하기 위하여, 제2도에 나타낸 바와 같이, 테프론(상품명) 튜우브(63)가 수평으로 배치되어 있다. 테프론 튜우브(63)의 주위에는, 예를들면 테이프 히이터등의 이슬맺힘 방지용의 가열부(66)가 형성되어 있다. 또한, 테프론 튜우브(63)와 공급관(60) 및 가스 도입구(12)와를 연결하기 위하여, 실시예에서는 테프론 튜우브(63)의 양단에 석영 삽입관(66a)을 삽입하고 있다. 이 양단을 테프론 피이딩(64)에 연결하는 구성을 채용하고 있다.

다음에, 2중관을 구성하는 도입관(20), (30)의 주위에 배치되는 제2가열수단(40)에 대하여 제6도를 참조하여 설명한다. 이 제2가열수단(40)은, 지름방향에 대하여 수직인 방향에서 분할형 히이터(41), (42)를 2중관의 상하에 배치하여 구성되고 있다. 분할형 히이터(41), (42)를 2중간의 상하에 배치하여 구성되고 있다. 분할형 히이터(41), (42)는, 케이스체(43), (44)에 지지되어 있다. 케이스체(43), (44)는, 제6도에 나타낸 바와 같이, 힌지를 개지하여 개폐가 자유롭게 지지되어 있다. 이와 같은 구조는 지지상에 매우 유리하다. 또한, 분할형 히이터(41), (42)의 온도검출을 위하여, R형의 열전대(45)가 배치되어 있다. 열정대(45)에 의하여 온도를 검출하여, 분할형 히이터(41), (42)에 의한 가열온도를 항상 예를들면 850℃정도에서 제어하도록 되어 있다. 가열수단(40)에 인접하여, 연소실(50)을 지지하기 위한 지지체가 형성되어 있다. 지지체는, 아래쪽 지지체(55)와 위쪽지지체(56)에 상하로 2등분되어 있다. 각 지지체(55), (56)의 안쪽을 연소실(5)의 열방출 방지용의 냉각부로 하고 있다. 즉, 지지체(55), (56)의 안쪽에는 냉각수를 순환하기 위한 냉각수 도입구(55a), (56a) 및 냉각수 도출구(55b), (56b)가 형성되고, 발생된 수증기가 고온이기 때문에, 프로세스 튜우브(11)에로의 반송을 가능하게 하는 온도로 수증기의 저온화를 실시한다. 또한, 아래쪽 지지체(55)의 냉각수 도출구(55b)와 위쪽 지지체(56)의 냉각수 도입구(56a)는 SUS의 유연한 튜우브(58)로써 접속되어 있다.

각 지지체(55), (56)의 측면에는, 절결부(55c), (56c)가 형성되어 있다. 절결부(55c), (56c)를 개재하여 연소실(50)내의 염을 검출하기 위한 염검지기(57)가 배치되어 있다. 검출기(57)가, 이상염을 검출하면, 알람신호가 시스템 콘트롤에 피이드백 되도록 되어 있다.

다음에, 이 종형 산화장치의 작용에 대하여 설명한다. 우선, 프로세스 튜우브(11)에 석영보오드(14)를 반입한다. 즉, 프로세스 튜우브(11)의 중심축과 동일 축위에 설정된 로우더장치(16)에 보온통(15)을 지지시킨다. 그리고, 보온통(15)위에 석영 보오드(14)를 수직으로 얹어 놓는다. 이와 같은 상태에서 석영 보오드에 얹어진 각 웨이퍼의 중심축과 튜우브(11)의 중심축이 대략 동일축위에 위치하고 있는 것이다. 이 상태에서, **로우더장치(16)를 위쪽으로 이동하여, 프로세스 튜우브(11)내에 석영 보오드(14)를 반입한다. 또한, 석영 보오드(14)를 수직으로 지지하는 것으로서, 반도체 웨이퍼는 프로세스 튜우브(11)에서 수평상태로 배치된다. 여기에서, 석영보오드(14)의 로우드 방향은, 석영보오드(14)의 자기중심 방향과 일치하고 있다. 이로 인하여, 종래의 횡형 산화로와 같이, 포오크의 구부러짐, 늘어짐 등에 기인하여 석영보오드(14)가 프로세스 튜우브(11)의 안쪽면과 접촉하는 것은 아니다. 따라서, 불순물의 발생을 방지하여, 반도체 웨이퍼에 실시하는 열처리의 생산성을 대폭적으로 향상시킬 수가 있다. 또한, 외부 연소장치(10)에 의하여, 프로세스 튜우브(11)내를 수증기 분위기로 할 수가 있다. 외부 연소장치(10)로서는, 본 출원인이 앞서 제안한 히이트캐링(Heat carrying)방식(일본국특원소 62-43751호 참조)의 것을 채용하고 있다. 즉, 이 외부 연소장치(10)는, 소정의 공급량비로서 산소가스의 도입관(20)에 산소가스를 공급하고, 수소가스의 도입관(30)에 수소가스를 공급한다. 또한, 수증기 발생을 위한 연소에 필요로 하는 수소가스, 산소가스의 비율은 소정비이다. 그러나, 산소가스를 많이 공급하면, 연소에 공급되지 않는 산소가스를 프로세스 튜우브(11)에로 공급되는 수증기 캐리어(Carrier)로서 사용할 수가 있다. 산소가스는, 산화막의 형성에도 제공되는 것은 물론이다. 여기에서, 산소가스 및 수소가스는 연소실(50)에로 공급되기 전에 예를들면 수소가스는 발화점 이상의 온도에서 가열된다. 이 가열에 의하면 산소가스 및 수소가스에 연소에 필요한 에너지가 부여된다. 그리고, 수소가스는, 노즐(33)에서부터 연소실(50)에 방출된 순간에, 산소가스와 접촉하여 착화되어, 연소화함을 개시한다. 즉, 산소가스와 수소가스가 혼합되기 전에 열소화합을 일으키는데에 필요한 온도에서 미리 가열되는 것에 특징이 있다.

여기에서 실험에 의하면 가열수단(40)의 온도가 약 750℃인 경우에는, 노즐(33)근방의 온도가, 수소가스의 발화점 온도보다 낮은 온도, 예를들면 382℃에서도 수소가스는 착화하였다. 그러나, 가열수단(40)의 온도가 730℃근방의 경우에는 착화하지 않았다. 즉, 연소장치의 온도가 임시로 수소가스의 발화점보다 낮더라도, 수소가스가 수소가스 도입관(30)내를 통할 때에, 그 발화점 이상에서 가열되고 있으면 착화하는 것을 알 수가 있다. 이 실시예에서는 수소가스를 예를들면 850℃온도에서 가열한다. 또

따라서, 석영으로 구성된 연소실(50)이 불투명하게 되는 실투현상을 방지할 수가 있다.

또한, 석영이 불순물로서 수증기에 부착되는 것도 방지할 수가 있다. 그 결과, 이와 같은 불순물이 프로세스 튜우브(11)내에 공급하는 일은 없다. 반도체 웨이퍼에 실시하는 열처리의 능률을 향상시킬 수가 있다. 또한, 실시예에서는, 외부 연소장치(10)에서 수소가스, 산소가스를 연소하여 수증기를 얻는다. 이로 인하여, 연소시의 열이 프로세스 튜우브(11)에 나쁜영향을 주는 것을 방지할 수가 있다. 또한, 히이터(13)에 의한 프로세스 튜우브(11)내의 온도의 균일화의 제어가 용이하다. 또한, 실시예에서는, 테프론 튜우브(63)를 통하여 수증기를 프로세스 튜우브(11)에 공급한다. 그리고 외부 연소장치(10)와 떨어진 위치에 프로세스 튜우브(11)를 배치할 수가 있다. 따라서, 프로세스 튜우브(11)에 가해지는 나쁜영향을, 보다 더 감소시킬 수가 있다. 이로 인하여, 프로세스 튜우브(11)내의 산화막 형성영역에서의 제어도 용이하게 된다. 그리하여, 젖은 가스의 흐름의 균일화도 확보할 수가 있다. 그 결과, 산화막의 두께가 균일화되어, 반도체 웨이퍼에 실시하는 열처리의 능률을 향상시킬 수가 있다. 또한, 테이프 히이터(66)를 형성하고 있는 것은, 테프론 튜우브(63)에 의하여 수증기를 공급할 때에, 수증기가 냉각되어서 이슬맺힘되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한 제2도에 나타난 바와 같이, 외부 연소장치(50)와 그 도입구(12)를 수평으로 배치한 테프론 튜우브(63)로서 연결한다. 이것에 의하여, 프로세스 튜우브(11)의 윗쪽의 스페이스를 작게 한다. 그리고, 종형산화장치의 높이를 낮게하여, 천정 높이가 제한되어 있는 임의의 클린룸 내에서의 사용도 가능하게 할 수가 있다. 여기에서, 실시예에서 사용한 외부 연소장치(10)는, 일본국 특개소 55-90405호 공보에 개시되어 있는 종래

따라서, 구조가 용이하게 된다. 또한, 장치의 코스트 저렴화를 도모할 수가 있다. 또한, 가스 도입관의 토출끝단쪽에 열 공급원을 필요로 하지 않는다. 이로 인하여, 가스 도입관의 토출끝단위치를 자유롭게 선택하는 것이 용이하다. 다음에, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 제7도는, 외부 연소방식의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 경우에, 통형사의 연소실(50)을, 프로세스 튜우브(11)의 상부에 배치하고 있다. 그리하여, 수소가스, 산소가스를 프로세스 튜우브(11)의 위쪽끝단에서 도입한다. 또한, 외부 연소장치의 아래끝단의 공급관(60)과 프로세스 튜우브(11)의 가스도입구(12)와를, 석영관끼리를 슬라이드하게 합친 보울 죠인트에 의하여 연결하고 있다. 다른 점에 대하여서는 상기 실시예와 같다. 또한, 보울 죠인트를 형성함으로서, 외부 연소장치(50)와 프로세스 튜우브(11)와의 거리를 짧게 한다. 그리고, 상술한 이슬맺힘을 테이프 히이터 등을 사용하지 않고 방지할 수가 있다. 외부 연소장치(50)와 프로세스 튜우브(11)와 거리를 짧게한 경우에, 외부연소장치의 열의 영향이 염려된다. 그러나, 나쁜 영향이 없는 거리만큼 떨어

제8도는 외부 연소장치(10)를 형성하지 않고, 프로세스 튜우브(11)내에 수증기 생성용의 연소영역을 형성한 다른예를 나타내고 있다. 이 경우에, 프로세스 튜우브(11)내에 직접산소, 수소가스를 도입한다. 그리하여, 산화막 형성용의 히이터(13)를 사용하여 양측가스를 연소화합하여 수증기를 생성한다. 이와같이 구성한 경우, 외부 연소방식과 비교하여 프로세스 튜우브(11)내의 산화막 형성의 온도를 균일하게 제어하는 것이 곤란하게 된다. 그러나, 프로세스 튜우브(11)의 주위에 수증기 생성용의 가열수

이로 인하여, 석영보오드의 반입을 위한 개구부를 피하여 수증기 공급구를 배치할 필요가 있다. 그 결과, 장치의 구조가 복잡하여 지기 때문이다. 다만, 본 발명은, 반드시 앞끝단에서 가스를 도입하는 것에 한정되지 않는다. 또한, 석영보오드(14)의 반입은 반드시 프로세스 튜우브(11)의 아래끝단에서 행하여지지 않아도 좋다. 프로세스 튜우브(11)의 위끝단에서, 석영 보오드(14)의 반입을 행하여도 좋다.

따라서, 수증기의 도입위치에서도, 여러가지의 변형한 형태로서 실시가 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것만은 아니다. 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지의 변형한 형태로서 실시가 가능하다. 예를들면, 수소가스의 도입관(30), 산소가스의 도입관(20)은, 반드시 동축의 2중관으로 구성할 필요는 없다. 이들을 별개로 연소실(50)에 접속하도록 구성하여도 좋다. 또는 도입관(20), (3)의 어느쪽인가 한쪽에 가열수단(40)을 형성하는 것이어도 좋다. 또한, 산화의 정도에 의하여 산소가스, 수소가스의 유량을 변화할 경우에는 연소실(50)내의 염의 크기가 변화한다.

그 결과, 산수소염의 앞끝단부(77b)의 의하여 연소실(50)의 상부벽면(50b)이 가열되는 것을 방지할 수가 있다. 또한, 제11도에 나타낸 바와 같이, 가스버어너(72)의 중심축(72a)을 연소실(50)의 중심선(50a)보다 아래쪽에 위치시켜서 편심시켜도 좋다. 이 경우에, 산수소염(77)의 앞끝단부(77b) 연소실(50)이 상부벽면(50b)에 근접하지 않도록 하여도 좋다.

Claims (15)

1. 보트(14)에 소정간격을 배열된 복수의 피처리체가 수용되는 프로세스 튜우브(11)와 이 프로세스 튜우브(11)를 가열하는 제1가열수단(13)과, 상기 프로세스 튜우브의 바깥쪽에 파이프(62)를 통하여 연결되어 있고 산소가스와 수소가스의 혼합기체를 연소시켜 수증기를 발생시킴과 동시에 이 수증기를 상기 프로세스 튜우브에 파이프(62)를 통하여 공급하는 연소실(50)과, 상기 연소실에 연결되고, 산소가스 및 수소가스를 각각 독립하여 연소실에 도입하는 도입관(20), (30)과, 상기 연소실내에서 양 가스가 서로 접촉한때 양 가스의 점화가 생기는 온도이상으로 가열하는 제2가열수단(40), (41), (42)을 구비하는 산화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 도입관은 산소가스의 도입관(20)과, 수소가스의 도입관(30)이 이들 사이에 간극을 설치하도록 한 2중관구조인 산화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 파이프(62)내의 수증기 온도는 상기 연소실(50)에서 발생한 수증기의 온도보다 저온인 산화장치.
4. 제3항에 있어서, 연소실(50)에서 프로세스 튜우브(11)에로 수증기를 반송하는 파이프(62)는, 연소실(50)의 관축에 대하여 수직인 방향에서부터 도출되고 있는 산화장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2가열수단(41), (42)은 분할이 가능한 구조의 히이터인 산화장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 프로세스 튜우브(11)는, 설정간격에서 수직방향으로 적층되는 복수매의 피처리체를 수직방향으로 수용하도록 구성하고, 상기 프로세스 튜우브(11)내를 소정온도까지 가열하도록 구성되는 산화장치.
7. 제2항에 있어서 연소실(50)은, 열방출 방지용의 냉각부를 구비한 것인 산화장치.
8. 제2항에 있어서, 연소장치(50)로부터의 수증기를 프로세스 튜우브(11)의 위쪽 끝단의 가스 도입구(12)에서 도입하는 구성으로 하고, 또한 그 가스 도입구(21)와 그 연소 장치(50)를 수평관(31)에서 접속하고 있는 산화장치.
9. 제8항에 있어서, 수평관(31)의 주위에, 수증기의 이슬맺힘 방지용의 가열부(66)를 배치하고 있는 산화장치.
10. 제4항에 있어서, 연소실(50)과 수소가스의 도입관(12)과의 사이에 보조연소실(71)이 개재되어 있는 산화장치.
11. 제10항에 있어서, 보조 연소실(71)의 바깥둘레에 히이터(74)가 설치되어 있는 것인 산화장치.
12. 제10항에 있어서, 보조 연소실(71)의 지름이, 산소가스의 도입관(73)의 지름보다 크게 형성되어 있는 산화장치.
13. 제10항에 있어서, 수소가스 도입관의 분사구(72b)가, 아래방향으로 설치되어 있는 산화장치.
14. 제10항에 있어서, 수소가스 도입관의 중심축(72a)이, 연소실(50)의 중심선(72c)과 일치하고 있는 산화장치.
15. 제10항에 있어서, 수소가스 도입관의 중심축(72a)이, 연소실(50)의 중심선(72c)보다 아래쪽에 위치하고 있는 산화장치

Images