JP2763537B2 - 半導体基板の処理方法 - Google Patents
半導体基板の処理方法Info
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- JP2763537B2 JP2763537B2 JP62264488A JP26448887A JP2763537B2 JP 2763537 B2 JP2763537 B2 JP 2763537B2 JP 62264488 A JP62264488 A JP 62264488A JP 26448887 A JP26448887 A JP 26448887A JP 2763537 B2 JP2763537 B2 JP 2763537B2
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- reaction tube
- wafer
- semiconductor substrate
- wafers
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体装置の処理方法に関し、特に縦型反応
装置を用いた半導体基板の処理方法に関する。 従来の技術 半導体装置を製造するための熱酸化炉やCVD装置等は
今だ反応管および加熱用ヒータを横に寝かせた横型反応
装置が主流である。横型反応装置の場合第５図に示すよ
うに数枚のウェハ１が一定間隔を保って垂直に立てられ
たキャリア２を反応管３に挿入するにあたり、ウェハ挿
入口と相対する側よりパージ用ガス５として例えばN2ガ
スを導入して、反応管内を不活性ガス雰囲気に保ってい
る。しかしながら一般に反応管３はそれを囲むヒータ４
によって加熱されていることから、反応管の上層部は暖
められたN2ガスで満たされているが、一方下層部はウェ
ハ挿入時に巻き込んだ室温の冷えたAirが残り、暖めら
れて上層へ上がる。従って反応管内は充分にN2置換され
てはいない。この状態の横型反応装置を用いて膜形成
し、堆積膜とSi基板との界面にできた酸化膜についてオ
ージェ分析にて調べた結果を第６図に示す。サンプルは
ベアーSi基板の表面に存在する自然酸化膜をフッ硝酸で
エッチング，洗浄，乾燥したのち、600℃に加熱した反
応管へ挿入、SiH4ガスを供給し、一定条件でPoly−Si膜
を形成したものである。加速電圧3KeV、入射電流４×10
-7A真空度＜１×10-9Tonn、エッチレート 40Å/min（for SiO2）でPoly−Si膜表面よりスパッタエ
ッチングしながらPoly−Si/Siの界面に存在するＯの検
知したものであるが、界面付近に多量のＯが検知できる
ことから横型反応装置の酸素巻き込み状態がわかる。 そこで近年酸素巻き込みが少なく堆積膜の膜均一性の
良い縦型反応装置が注目されてきた。これは反応管およ
び加熱用ヒータを垂直に立てたもので数枚のウェハ１を
一定間隔を保ちほぼ水平にセットした状態のキャリア２
を反応管３に挿入するものである（第７図参照）。 第７図に示す従来の装置はウェハ１を反応管３の下部
より挿入するタイプのものであるが、この場合のパージ
ガス５は反応管上部より導入し下部より排気している。
ガスが上から下へ流れることから反応管上層部から暖め
られたパージガス５が充満し、下層へと充満度を高め
る。一方、ウェハ挿入に際して巻き込んだ室温の冷たい
Airは下方へ降りる。この状態の縦型反応装置を用いて
膜形成し、従来の例として先に述べた横型と同条件でサ
ンプルを作成、オージェ分析にて調べた。その結果を第
８図に示す。これによるとPolySi/Siの界面付近に存在
するＯの検知値は先の横型反応装置を用いたサンプルと
比べて少ないことがわかる。 発明が解決しようとする問題点 このように堆積膜とSi基板との界面に酸化膜が存在す
ると、選択Depositionや注入工程の妨げ、またコンタク
ト抵抗が高い原因になる。 問題点を解決するための手段 垂直に立てられた反応管下部のウェハ挿入口周辺にN2
吹出部を設ける。前記N2吹出部には小さい穴を複数箇所
設け、個々の吹出穴から吹き出されるN2はそれぞれがウ
ェハに対して平行に一方向に流れ、保たれるような穴形
状にする。またウェハをほぼ水平に重ねてセットしたキ
ャリア反応管下部から挿入する際に、ウェハとほぼ平行
に前記吹出部よりN2ガスを吹きつけて、ウェハ間に存在
する酸素を除去しながら反応管へウェハを挿入する。 作用 反応管内が充分にN2パージされている状態の中へ、ウ
ェハ間の酸素が吹き出し除去され、N2に置換された状態
の複数のウェハが反応管内へ挿入されることで反応管内
への酸素巻き込みを防いだ状態で加熱、膜形成を行うこ
とができる。 実施例 問題点を解決すべくして実施した本発明について第１
図を用いて説明する。 垂直に立てられた反応管３の上部からはパージ用N2ガ
ス５が下方にむかって流れており、反応管下部には排気
口を設けている。複数のウェハ（半導体基板）１はほぼ
水平に、一定間隔を保ってキャリア２にセットされ反応
管下方より挿入される。反応管下部のウェハ挿入口には
半弧状を有するN2吹出細管６が設けられている。N2吹出
細管６には複数のN2吹出し用の小さい穴が設けられてお
り、それぞれの吹出穴から吹き出されるN2はそれぞれが
ウェハに対して平行に一方向に流れ、かつこれが保たれ
るような穴形状になっている。さらにN2の流れは挿入す
るウェハとほぼ平行になるように吹き出し、かつその吹
き出し部は半弧状（円弧状）に構成されているため周辺
に存在する酸素等のガスの巻き込みを少なくすることが
できる。このように、ウェハ間に存在する酸素をN2で吹
き出し完全に置換した状態でウェハを反応管へ挿入する
ことにより、急熱反応でできやすい酸化膜を、より薄膜
に抑えた状態で堆積膜を形成させる。 本実施例の方法を用いて従来例と同条件で膜形成を行
ったサンプルについてオージェ分析にて調べた。その結
果を第２図に示す。これによると堆積膜であるPoyl−Si
とSi基板との界面付近にＯは検知できなかった。オージ
ェ分析のリファレンスデータを第３図に示す。これと本
発明の方法を用いたサンプルの分析データ（第２図参
照）との比較において差異はなかった。 なお、本発明は従来の縦型反応装置および従来の横型
装置との比較において反応管内への酸素巻き込み量を抑
え堆積膜と基板との界面にできる酸化膜を極めて薄くで
きる基板の処理方法について述べているが、第４図に示
すように横型反応装置でも反応管のウェハ挿入側よりガ
ス導入し、狭口側より排気するタイプのものであればN2
吹出細管をウェハ挿入口の上部に設け、吹出N2を上から
下へ流すことでウェハ挿入時のウェハ間に存在する酸素
はウェハ下方へ吹き出される。従ってこの状態で充分に
N2置換されている反応管内へウェハ挿入すれば、少なく
とも従来の横型反応装置よりは酸素巻き込み量が少な
く、抑えられることは言うまでもない。 発明の効果 本発明の方法を用いて半導体基板の処理を行うことに
より、堆積膜とSi基板との界面にできる界面酸化膜は自
然酸化膜程度の膜厚に抑えることができた。これはコン
タクト抵抗に低値を得、また選択Depositionや注入工程
に多大な効果を得ることができる。
装置を用いた半導体基板の処理方法に関する。 従来の技術 半導体装置を製造するための熱酸化炉やCVD装置等は
今だ反応管および加熱用ヒータを横に寝かせた横型反応
装置が主流である。横型反応装置の場合第５図に示すよ
うに数枚のウェハ１が一定間隔を保って垂直に立てられ
たキャリア２を反応管３に挿入するにあたり、ウェハ挿
入口と相対する側よりパージ用ガス５として例えばN2ガ
スを導入して、反応管内を不活性ガス雰囲気に保ってい
る。しかしながら一般に反応管３はそれを囲むヒータ４
によって加熱されていることから、反応管の上層部は暖
められたN2ガスで満たされているが、一方下層部はウェ
ハ挿入時に巻き込んだ室温の冷えたAirが残り、暖めら
れて上層へ上がる。従って反応管内は充分にN2置換され
てはいない。この状態の横型反応装置を用いて膜形成
し、堆積膜とSi基板との界面にできた酸化膜についてオ
ージェ分析にて調べた結果を第６図に示す。サンプルは
ベアーSi基板の表面に存在する自然酸化膜をフッ硝酸で
エッチング，洗浄，乾燥したのち、600℃に加熱した反
応管へ挿入、SiH4ガスを供給し、一定条件でPoly−Si膜
を形成したものである。加速電圧3KeV、入射電流４×10
-7A真空度＜１×10-9Tonn、エッチレート 40Å/min（for SiO2）でPoly−Si膜表面よりスパッタエ
ッチングしながらPoly−Si/Siの界面に存在するＯの検
知したものであるが、界面付近に多量のＯが検知できる
ことから横型反応装置の酸素巻き込み状態がわかる。 そこで近年酸素巻き込みが少なく堆積膜の膜均一性の
良い縦型反応装置が注目されてきた。これは反応管およ
び加熱用ヒータを垂直に立てたもので数枚のウェハ１を
一定間隔を保ちほぼ水平にセットした状態のキャリア２
を反応管３に挿入するものである（第７図参照）。 第７図に示す従来の装置はウェハ１を反応管３の下部
より挿入するタイプのものであるが、この場合のパージ
ガス５は反応管上部より導入し下部より排気している。
ガスが上から下へ流れることから反応管上層部から暖め
られたパージガス５が充満し、下層へと充満度を高め
る。一方、ウェハ挿入に際して巻き込んだ室温の冷たい
Airは下方へ降りる。この状態の縦型反応装置を用いて
膜形成し、従来の例として先に述べた横型と同条件でサ
ンプルを作成、オージェ分析にて調べた。その結果を第
８図に示す。これによるとPolySi/Siの界面付近に存在
するＯの検知値は先の横型反応装置を用いたサンプルと
比べて少ないことがわかる。 発明が解決しようとする問題点 このように堆積膜とSi基板との界面に酸化膜が存在す
ると、選択Depositionや注入工程の妨げ、またコンタク
ト抵抗が高い原因になる。 問題点を解決するための手段 垂直に立てられた反応管下部のウェハ挿入口周辺にN2
吹出部を設ける。前記N2吹出部には小さい穴を複数箇所
設け、個々の吹出穴から吹き出されるN2はそれぞれがウ
ェハに対して平行に一方向に流れ、保たれるような穴形
状にする。またウェハをほぼ水平に重ねてセットしたキ
ャリア反応管下部から挿入する際に、ウェハとほぼ平行
に前記吹出部よりN2ガスを吹きつけて、ウェハ間に存在
する酸素を除去しながら反応管へウェハを挿入する。 作用 反応管内が充分にN2パージされている状態の中へ、ウ
ェハ間の酸素が吹き出し除去され、N2に置換された状態
の複数のウェハが反応管内へ挿入されることで反応管内
への酸素巻き込みを防いだ状態で加熱、膜形成を行うこ
とができる。 実施例 問題点を解決すべくして実施した本発明について第１
図を用いて説明する。 垂直に立てられた反応管３の上部からはパージ用N2ガ
ス５が下方にむかって流れており、反応管下部には排気
口を設けている。複数のウェハ（半導体基板）１はほぼ
水平に、一定間隔を保ってキャリア２にセットされ反応
管下方より挿入される。反応管下部のウェハ挿入口には
半弧状を有するN2吹出細管６が設けられている。N2吹出
細管６には複数のN2吹出し用の小さい穴が設けられてお
り、それぞれの吹出穴から吹き出されるN2はそれぞれが
ウェハに対して平行に一方向に流れ、かつこれが保たれ
るような穴形状になっている。さらにN2の流れは挿入す
るウェハとほぼ平行になるように吹き出し、かつその吹
き出し部は半弧状（円弧状）に構成されているため周辺
に存在する酸素等のガスの巻き込みを少なくすることが
できる。このように、ウェハ間に存在する酸素をN2で吹
き出し完全に置換した状態でウェハを反応管へ挿入する
ことにより、急熱反応でできやすい酸化膜を、より薄膜
に抑えた状態で堆積膜を形成させる。 本実施例の方法を用いて従来例と同条件で膜形成を行
ったサンプルについてオージェ分析にて調べた。その結
果を第２図に示す。これによると堆積膜であるPoyl−Si
とSi基板との界面付近にＯは検知できなかった。オージ
ェ分析のリファレンスデータを第３図に示す。これと本
発明の方法を用いたサンプルの分析データ（第２図参
照）との比較において差異はなかった。 なお、本発明は従来の縦型反応装置および従来の横型
装置との比較において反応管内への酸素巻き込み量を抑
え堆積膜と基板との界面にできる酸化膜を極めて薄くで
きる基板の処理方法について述べているが、第４図に示
すように横型反応装置でも反応管のウェハ挿入側よりガ
ス導入し、狭口側より排気するタイプのものであればN2
吹出細管をウェハ挿入口の上部に設け、吹出N2を上から
下へ流すことでウェハ挿入時のウェハ間に存在する酸素
はウェハ下方へ吹き出される。従ってこの状態で充分に
N2置換されている反応管内へウェハ挿入すれば、少なく
とも従来の横型反応装置よりは酸素巻き込み量が少な
く、抑えられることは言うまでもない。 発明の効果 本発明の方法を用いて半導体基板の処理を行うことに
より、堆積膜とSi基板との界面にできる界面酸化膜は自
然酸化膜程度の膜厚に抑えることができた。これはコン
タクト抵抗に低値を得、また選択Depositionや注入工程
に多大な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例方法に用いた縦型反応装置の
装置構成図であり、第１図ａは同装置を上方よりみた概
略平面図、第１図ｂは同側面よりみた断面図、第２図は
本発明の方法により得た半導体基板のオージェ分析デー
タ示す特性図、第３図はオージェ分析におけるリファレ
ンスデータを示す特性図、第４図は本発明方法の横型反
応装置への応用例を示す装置構成図であり、第４図ａは
同装置を側面よりみた断面図、第４図ｂは同ウェハ挿入
口側よりみた概略平面図、第５図は従来の横型反応装置
の側面よりみた断面図、第６図はそれを用い得た半導体
基板のオージェ分析データを示す特性図、第７図は従来
の縦型反応装置の側面よりみた断面図、第８図はそれを
用い得た半導体基板のオージェ分析データを示す特性図
である。 １……ウェハ、２……キャリア、３……反応管、４……
ヒータ、５……パージガス、６……N2吹出細管。
装置構成図であり、第１図ａは同装置を上方よりみた概
略平面図、第１図ｂは同側面よりみた断面図、第２図は
本発明の方法により得た半導体基板のオージェ分析デー
タ示す特性図、第３図はオージェ分析におけるリファレ
ンスデータを示す特性図、第４図は本発明方法の横型反
応装置への応用例を示す装置構成図であり、第４図ａは
同装置を側面よりみた断面図、第４図ｂは同ウェハ挿入
口側よりみた概略平面図、第５図は従来の横型反応装置
の側面よりみた断面図、第６図はそれを用い得た半導体
基板のオージェ分析データを示す特性図、第７図は従来
の縦型反応装置の側面よりみた断面図、第８図はそれを
用い得た半導体基板のオージェ分析データを示す特性図
である。 １……ウェハ、２……キャリア、３……反応管、４……
ヒータ、５……パージガス、６……N2吹出細管。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ウエハをほぼ水平に重ねてセットしたキャリアを垂
直に立てられた反応管へ下方から挿入するに際し、N2パ
ージガスを反応管内に供給しながら、前記反応管の前記
ウエハ挿入部の周辺部に反弧状に形成されたN2吹き出し
部から前記ウエハとほぼ平行にN2ガスを一方向に吹き付
けて前記ウエハ間に存在する酸素を除去しながら前記反
応管へ前記ウエハを挿入することを特徴とする半導体基
板の処理方法。 ２．N2パージガスを反応管上部から供給し、前記反応管
下部で排気することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体基板の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264488A JP2763537B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 半導体基板の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264488A JP2763537B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 半導体基板の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107517A JPH01107517A (ja) | 1989-04-25 |
| JP2763537B2 true JP2763537B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17403936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62264488A Expired - Fee Related JP2763537B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 半導体基板の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763537B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07105356B2 (ja) * | 1985-03-13 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 縦型拡散炉装置 |
| JPH0779093B2 (ja) * | 1987-09-09 | 1995-08-23 | 東京エレクトロン東北株式会社 | 半導体ウェハの熱処理方法 |
| JPS6444627U (ja) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264488A patent/JP2763537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01107517A (ja) | 1989-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |