JP2010171442A - フレームフリー湿式酸化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体表面の湿式酸化で用いるための水は、超純粋水素および超純粋酸素を火炎を生じることなく反応させることによって生成することができる。火炎を用いないので、“トーチ”の石英成分に影響を与える火炎による混入は問題ではない。水のフレームフリー生成は、水素および酸素を、発火させない条件下で反応させることによって行なう。これは、水素分子が貴ガスまたは窒素などの希釈剤と混合されている希薄水素流を与えることによって行なうことができる。この希薄水素の使用は、爆発の危険も減少させるしまたはなくする。これは、複雑なインターロック、火炎検出器等の必要性をなくすことにより、装置設計を簡単にすることができる。
【選択図】図2
Description
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付される図面と一緒に、以下に更に詳細に記載されるであろう。
本発明は以下の態様を含む。
[1] 半導体表面上に酸素含有層を形成する方法であって、
(a)気体水素および気体酸素を火炎を生じることなく反応させることによって水蒸気を形成させ;そして
(b)該水蒸気を、半導体表面上に酸素含有層を形成する条件下で該半導体表面と接触させることを含む上記方法。
[2] 気体水素および気体酸素がそれぞれ、少なくとも約99.999容量%の純度を有する[1]に記載の方法。
[3] 気体水素を水素分子および不活性希釈剤の混合物として与える[1]に記載の方法。
[4] 水素分子が混合物中に約10容量%以下の濃度で存在する[3]に記載の方法。
[5] 希釈剤が窒素分子または貴ガスである[3]に記載の方法。
[6] 希釈剤がアルゴンである[5]に記載の方法。
[7] 気体水素および気体酸素の反応混合物を、少なくとも約4:6容量である水素分子対酸素分子の比率で形成することを更に含む[1]に記載の方法。
[8] 水蒸気を、それが形成される第一反応器から、それを半導体基体に接触させる第二反応器へと輸送することを更に含む[1]に記載の方法。
[9] 水蒸気を、単一反応器中で形成させ且つ半導体表面と反応させる[1]に記載の方法。
[10] 反応器が、水素および酸素の反応に活性化エネルギーを与える熱充填材料を充填された注入カラムを含む[1]に記載の方法。
[11] 酸素含有層が酸化ケイ素層である[1]に記載の方法。
[12] 酸素含有層が窒素含有酸化ケイ素層である[1]に記載の方法。
[13] 半導体表面上に酸素含有層を形成する装置であって、
(a)流動性気体酸素源;
(b)水素分子を不活性希釈剤中に約10容量%以下の濃度で含む流動性希薄気体水素源;
(c)該流動性気体酸素および該流動性気体水素を反応器に入れる1個またはそれ以上の入口を有する反応器;
(d)該反応器に熱を与え、それによって水素と酸素との反応を活性化させて水蒸気を生じる熱源;および
(e)半導体ウェファーを該水蒸気と接触した状態で保持して、酸素含有層を形成させるウェファー担体
を含む上記装置。
[14] 気体水素が、約700摂氏度の温度で酸素分子と組合せて爆発しない[13]に記載の装置。
[15] 流動性気体水素中の希釈剤の濃度が少なくとも約90容量%である[13]に記載の装置。
[16] ウェファー担体が置かれている加熱炉;および
反応器中で形成される水蒸気を該加熱炉に輸送するための導管
を更に含む[13]に記載の装置。
[17] 水蒸気が反応器中で形成され、そして酸素含有層も該反応器中で形成されるように、ウェファー担体が該反応器中に置かれている[13]に記載の装置。
[18] 反応器内に配置され且つ充填材料を充填された注入カラムを更に含み、ここにおいて、1個またはそれ以上の入口が、流動性気体水素および流動性気体酸素を該注入カラムに通過させ、そこでそれらを反応させて水蒸気を形成させるように該注入カラムに関して配置されている[17]に記載の装置。
[19] 半導体表面上に酸素含有層を形成する装置であって、
(a)流動性気体酸素および流動性気体水素を、火炎を生じることなく反応させ、水蒸気を生じさせる反応器手段;
(b)気体酸素を該反応器手段に流動させる手段;
(c)希薄気体水素であって、水素分子を不活性希釈剤中に約10容量%以下の濃度で含む該希薄気体水素を該反応器手段に流動させる手段;
(d)該反応器手段を加熱し、それによって水素と酸素との反応を活性化させて水蒸気を生じるための手段;および
(e)半導体ウェファーを該水蒸気と接触した状態で保持して、酸素含有層を形成させるウェファー担体手段
を含む上記装置。
[20] 気体酸素を流動させる手段が、気体酸素源および反応器手段への酸素入口を含み、そして希薄気体水素を流動させる手段が、気体水素源および反応器手段への水素入口を含む[19]に記載の装置。
[21] 気体酸素を流動させる手段および希薄気体水素を流動させる手段が一緒になって、反応器手段への環状入口を含み、該環状入口が、流動性希薄気体水素を中心部分を介しておよび流動性気体酸素を該中心部分の周りの周辺部分を介して与える[19]に記載の装置。
[22] 気体酸素を流動させる手段および希薄気体水素を流動させる手段が一緒になって、反応器手段への別々の非同心入口を含む[19]に記載の装置。
[23] ウェファー担体手段が、水蒸気を流動させる導管によって反応器手段と連通される加熱炉手段中に与えられている[19]に記載の装置。
[24] ウェファー担体手段が、反応器手段内に与えられている[19]に記載の装置。
[25] 反応器手段が、気体水素および気体酸素を反応させて水蒸気を生じさせる注入カラムを含み、該注入カラムに、気体酸素を流動させる手段から流動性気体酸素を与え、希薄気体水素を流動させる手段から流動性気体水素を与える[19]に記載の装置。
[26] 注入カラムに、気体酸素および気体水素に熱を伝達する充填材料を充填してその反応を活性化させて水蒸気を生じさせる[25]に記載の装置。
Claims (5)
- 半導体表面上に酸素含有層を形成する方法であって、
(a)気体水素および気体酸素を火炎を生じることなく反応させることによって水蒸気を形成させ;そして
(b)該水蒸気を、半導体表面上に酸素含有層を形成する条件下で該半導体表面と接触させることを含み、
気体水素を水素分子および不活性希釈剤の混合物として与え、
水素分子が混合物中に約10容量%以下の濃度で存在する、方法。 - 半導体表面上に酸素含有層を形成する方法であって、
(a)気体水素および気体酸素を火炎を生じることなく反応させることによって水蒸気を形成させ;そして
(b)該水蒸気を、半導体表面上に酸素含有層を形成する条件下で該半導体表面と接触させることを含み、
気体水素および気体酸素の反応混合物を、少なくとも約4:6容量である水素分子対酸素分子の比率で形成することを更に含む、方法。 - 半導体表面上に酸素含有層を形成する方法であって、
(a)気体水素および気体酸素を火炎を生じることなく反応させることによって水蒸気を形成させ;そして
(b)該水蒸気を、半導体表面上に酸素含有層を形成する条件下で該半導体表面と接触させることを含み、
水蒸気を、単一反応器中で形成させ且つ半導体表面と反応させる、方法。 - 半導体表面上に酸素含有層を形成する装置であって、
(a)流動性気体酸素および流動性気体水素を、火炎を生じることなく反応させ、水蒸気を生じさせる反応器手段;
(b)気体酸素を該反応器手段に流動させる手段;
(c)希薄気体水素であって、水素分子を不活性希釈剤中に約10容量%以下の濃度で含む該希薄気体水素を該反応器手段に流動させる手段;
(d)該反応器手段を加熱し、それによって水素と酸素との反応を活性化させて水蒸気を生じるための手段;および
(e)半導体ウェファーを該水蒸気と接触した状態で保持して、酸素含有層を形成させるウェファー担体手段
を含み、
気体酸素を流動させる手段および希薄気体水素を流動させる手段が一緒になって、反応器手段への環状入口を含み、該環状入口が、流動性希薄気体水素を中心部分を介しておよび流動性気体酸素を該中心部分の周りの周辺部分を介して与える、装置。 - 半導体表面上に酸素含有層を形成する装置であって、
(a)流動性気体酸素および流動性気体水素を、火炎を生じることなく反応させ、水蒸気を生じさせる反応器手段;
(b)気体酸素を該反応器手段に流動させる手段;
(c)希薄気体水素であって、水素分子を不活性希釈剤中に約10容量%以下の濃度で含む該希薄気体水素を該反応器手段に流動させる手段;
(d)該反応器手段を加熱し、それによって水素と酸素との反応を活性化させて水蒸気を生じるための手段;および
(e)半導体ウェファーを該水蒸気と接触した状態で保持して、酸素含有層を形成させるウェファー担体手段
を含み、
ウェファー担体手段が、反応器手段内に与えられている、装置。
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