JP2795691B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2795691B2 JP2795691B2 JP1218895A JP21889589A JP2795691B2 JP 2795691 B2 JP2795691 B2 JP 2795691B2 JP 1218895 A JP1218895 A JP 1218895A JP 21889589 A JP21889589 A JP 21889589A JP 2795691 B2 JP2795691 B2 JP 2795691B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図，第６図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 第１の発明の実施例（第１図，第２図） 第２の発明の実施例（第３図） 第３の発明の実施例（第４図） 発明の効果 〔概 要〕 半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言えば、加
熱処理により半導体基板上に薄膜を形成する半導体装置
の製造方法に関し、 第１のガス導入口を備えた減圧可能な第１の減圧室
と、前記第１の減圧室内に設けられ、第２のガス導入口
を備えた、前記第１の減圧室とは独立に圧力を調整可能
な第２の減圧室と、前記第１の減圧室内であって前記第
２の減圧室の外に設けられた前記第２の減圧室内を加熱
する手段とを有する半導体製造装置を用い、前記第２の
減圧室内に処理ガスを導いて前記第２の減圧室内に導入
された基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記第１及び第２の減圧室内を減圧し、かつ前記第２の
減圧室内に処理ガスを導入して前記第２の減圧室内の基
板を加熱しながら処理する際に、前記第２の減圧室内の
圧力よりも前記第１の減圧室内の圧力の方が所定の圧力
差だけ低くなるように前記第１又は第２の減圧室の圧力
を調整することを含み構成する。
熱処理により半導体基板上に薄膜を形成する半導体装置
の製造方法に関し、 第１のガス導入口を備えた減圧可能な第１の減圧室
と、前記第１の減圧室内に設けられ、第２のガス導入口
を備えた、前記第１の減圧室とは独立に圧力を調整可能
な第２の減圧室と、前記第１の減圧室内であって前記第
２の減圧室の外に設けられた前記第２の減圧室内を加熱
する手段とを有する半導体製造装置を用い、前記第２の
減圧室内に処理ガスを導いて前記第２の減圧室内に導入
された基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記第１及び第２の減圧室内を減圧し、かつ前記第２の
減圧室内に処理ガスを導入して前記第２の減圧室内の基
板を加熱しながら処理する際に、前記第２の減圧室内の
圧力よりも前記第１の減圧室内の圧力の方が所定の圧力
差だけ低くなるように前記第１又は第２の減圧室の圧力
を調整することを含み構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく
言えば、加熱処理により半導体基板上に薄膜を形成する
半導体装置の製造方法に関する。
言えば、加熱処理により半導体基板上に薄膜を形成する
半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置の高密度化にともなう比例縮小則に
従い、ゲート酸化膜の膜厚も非常に薄くなってきてい
る。このため、膜厚を精度良く制御してゲート酸化膜を
形成できる加熱装置が要望されている。
従い、ゲート酸化膜の膜厚も非常に薄くなってきてい
る。このため、膜厚を精度良く制御してゲート酸化膜を
形成できる加熱装置が要望されている。
従来、加熱炉の炉心管にSi基板を入れて酸素ガスを流
し、Si基板を加熱してSi基板表面にSiO2膜を形成してい
るが、酸素ガスの量を微量に制御出来ないためゲート酸
化膜など薄い膜厚の酸化膜の形成には不適当である。こ
のため、減圧雰囲気中で酸素の量を微量に制御して酸化
膜厚を調整することが行われている。この場合、精度向
上のためには炉心管内部を高真空雰囲気に減圧して加熱
するため、炉心管に石英を用いると石英が熱のため変形
してしまうという不都合がある。
し、Si基板を加熱してSi基板表面にSiO2膜を形成してい
るが、酸素ガスの量を微量に制御出来ないためゲート酸
化膜など薄い膜厚の酸化膜の形成には不適当である。こ
のため、減圧雰囲気中で酸素の量を微量に制御して酸化
膜厚を調整することが行われている。この場合、精度向
上のためには炉心管内部を高真空雰囲気に減圧して加熱
するため、炉心管に石英を用いると石英が熱のため変形
してしまうという不都合がある。
このため、内部を減圧しても変形しにくいステンレス
製の減圧処理室を用いている。
製の減圧処理室を用いている。
第５図は、従来例のSi基板に薄い膜厚の酸化膜を形成
するための加熱装置の構成図である。
するための加熱装置の構成図である。
同図において、１はステンレスからなる減圧処理室、
２は減圧処理室１内へのガス導入口、３は減圧処理室１
内の排気口、４はウエハ７の加熱用のヒータ、５は石英
からなる載置台である。
２は減圧処理室１内へのガス導入口、３は減圧処理室１
内の排気口、４はウエハ７の加熱用のヒータ、５は石英
からなる載置台である。
次に、この装置を用いてSi基板（ウエハ）上に薄いゲ
ート酸化膜を形成する場合について第６図（ａ）〜
（ｅ）及び第５図を参照しながら説明する。
ート酸化膜を形成する場合について第６図（ａ）〜
（ｅ）及び第５図を参照しながら説明する。
第６図（ａ）は、酸化前のウエハの断面図で、図中符
号８はSi基板（ウエハ）、９は素子分離のためのフィー
ルド酸化膜、10は自然酸化膜である。
号８はSi基板（ウエハ）、９は素子分離のためのフィー
ルド酸化膜、10は自然酸化膜である。
まず、第５図に示すように、このウエハ７を石英から
なるウエハ保持具６に積載して載置台５の上に載置す
る。続いて、排気口３より減圧処理室１内を超高真空ま
で排気して室内が所定の圧力に達した後、ヒータにより
ウエハ７を加熱する。そして、温度が約1000℃になった
らそのまま保持する。
なるウエハ保持具６に積載して載置台５の上に載置す
る。続いて、排気口３より減圧処理室１内を超高真空ま
で排気して室内が所定の圧力に達した後、ヒータにより
ウエハ７を加熱する。そして、温度が約1000℃になった
らそのまま保持する。
次に、ガス導入口２から水素ガスを導入する。その結
果、水素ガスは自然酸化膜10と反応して自然酸化膜10は
除去される。
果、水素ガスは自然酸化膜10と反応して自然酸化膜10は
除去される。
続いて、水素ガスを止め、微量の酸素ガス、または不
活性ガスで希釈した酸素ガスをガス導入口２から減圧処
理室１内に導入する。所定時間の加熱の後、Si基板８上
には約100Åのゲート酸化膜11が形成される（同図
（ｂ））。
活性ガスで希釈した酸素ガスをガス導入口２から減圧処
理室１内に導入する。所定時間の加熱の後、Si基板８上
には約100Åのゲート酸化膜11が形成される（同図
（ｂ））。
次に、ゲート酸化膜11の上にポリシリコン膜12を形成
した（同図（ｃ））後、これをパターニングしてゲート
電極12aを形成する（同図（ｄ））。
した（同図（ｃ））後、これをパターニングしてゲート
電極12aを形成する（同図（ｄ））。
その後、同図（ｅ）に示すように、通常の工程を経て
半導体装置が完成する。なお、同図（ｅ）において、13
a及び13bはn-型のS/D領域、14a及び14bはn+型のS/D領
域、15はSiO2膜、16a及び16bはポリシリコンからなるS/
D引出し電極、17a及び17bはS/D配線電極である。
半導体装置が完成する。なお、同図（ｅ）において、13
a及び13bはn-型のS/D領域、14a及び14bはn+型のS/D領
域、15はSiO2膜、16a及び16bはポリシリコンからなるS/
D引出し電極、17a及び17bはS/D配線電極である。
ところで、減圧処理室１のステンレスが加熱される
と、ステンレスの表面に付着している水分その他のガス
やステンレス内部に含まれる金属粒子などのガスが発生
する。そして、これら不純物のガス粒子はSi基板８の表
面に付着し、形成されるゲート酸化膜11には、これらの
ガス粒子が含有されたり、これらのガス粒子に起因する
欠陥などが生じたりする。このため、特性が変動した
り、ゲート酸化膜11の絶縁破壊電圧が低下したりすると
いう問題がある。
と、ステンレスの表面に付着している水分その他のガス
やステンレス内部に含まれる金属粒子などのガスが発生
する。そして、これら不純物のガス粒子はSi基板８の表
面に付着し、形成されるゲート酸化膜11には、これらの
ガス粒子が含有されたり、これらのガス粒子に起因する
欠陥などが生じたりする。このため、特性が変動した
り、ゲート酸化膜11の絶縁破壊電圧が低下したりすると
いう問題がある。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、含有不純物や欠陥の少ない、膜質の良い薄膜を形成
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
で、含有不純物や欠陥の少ない、膜質の良い薄膜を形成
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
上記課題は、第１の発明である、第１のガス導入口を
備えた減圧可能な第１の減圧室と、前記第１の減圧室内
に設けられ、第２のガス導入口を備えた、前記第１の減
圧室とは独立に圧力を調整可能な第２の減圧室と、前記
第１の減圧室内であって前記第２の減圧室の外に設けら
れた前記第２の減圧室内を加熱する手段とを有する半導
体製造装置を用い、前記第２の減圧室内に処理ガスを導
いて前記第２の減圧室内に導入された基板を処理する半
導体装置の製造方法において、前記第１及び第２の減圧
室内を減圧し、かつ前記第２の減圧室内に処理ガスを導
入して前記第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理す
る際に、前記第２の減圧室内の圧力よりも前記第１の減
圧室内の圧力の方が所定の圧力差だけ低くなるように前
記第１又は第２の減圧室の圧力を調整することを特徴と
する半導体装置の製造方法によって解決され、 第２の発明である、前記半導体製造装置はさらに前記
第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が接続されて
おり、前記基板を前記第２の減圧室から出し入れする際
に前記ロードロック室の圧力と前記第２の減圧室の圧力
をほぼ等しくすることを特徴とする第１の発明に記載の
半導体装置の製造方法によって解決され、 第３の発明である、前記第２のガス導入口から前記第
２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加し、
かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、前記第
２のガス導入口から前記第２の減圧室に導入するガス全
体の流量を調整することを特徴とする第１又は第２の発
明に記載の半導体装置の製造方法によって解決される。
備えた減圧可能な第１の減圧室と、前記第１の減圧室内
に設けられ、第２のガス導入口を備えた、前記第１の減
圧室とは独立に圧力を調整可能な第２の減圧室と、前記
第１の減圧室内であって前記第２の減圧室の外に設けら
れた前記第２の減圧室内を加熱する手段とを有する半導
体製造装置を用い、前記第２の減圧室内に処理ガスを導
いて前記第２の減圧室内に導入された基板を処理する半
導体装置の製造方法において、前記第１及び第２の減圧
室内を減圧し、かつ前記第２の減圧室内に処理ガスを導
入して前記第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理す
る際に、前記第２の減圧室内の圧力よりも前記第１の減
圧室内の圧力の方が所定の圧力差だけ低くなるように前
記第１又は第２の減圧室の圧力を調整することを特徴と
する半導体装置の製造方法によって解決され、 第２の発明である、前記半導体製造装置はさらに前記
第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が接続されて
おり、前記基板を前記第２の減圧室から出し入れする際
に前記ロードロック室の圧力と前記第２の減圧室の圧力
をほぼ等しくすることを特徴とする第１の発明に記載の
半導体装置の製造方法によって解決され、 第３の発明である、前記第２のガス導入口から前記第
２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加し、
かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、前記第
２のガス導入口から前記第２の減圧室に導入するガス全
体の流量を調整することを特徴とする第１又は第２の発
明に記載の半導体装置の製造方法によって解決される。
第１の発明の半導体装置の製造方法においては、外側
の第１の減圧室及び内側の第２の減圧室の２重構造を有
する半導体製造装置を用い、第１及び第２の減圧室内を
ともに減圧し、かつ第２の減圧室内に処理ガスを導入し
て、第１の減圧室内であって第２の減圧室外の加熱手段
により第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理する際
に、第２の減圧室内の圧力よりも第１の減圧室内の圧力
の方が所定の圧力差だけ低くなるように第１又は第２の
減圧室の圧力を調整している。
の第１の減圧室及び内側の第２の減圧室の２重構造を有
する半導体製造装置を用い、第１及び第２の減圧室内を
ともに減圧し、かつ第２の減圧室内に処理ガスを導入し
て、第１の減圧室内であって第２の減圧室外の加熱手段
により第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理する際
に、第２の減圧室内の圧力よりも第１の減圧室内の圧力
の方が所定の圧力差だけ低くなるように第１又は第２の
減圧室の圧力を調整している。
これにより、第２の減圧室内の圧力の方が第２の減圧
室外の圧力よりも高くなるため、第１の減圧室内であっ
て第２の減圧室の外にある加熱手段や第１の減圧室の壁
から出る金属などの不純物粒子が第２の減圧室壁を浸透
して第２の減圧室内に滲みだすのを防止することができ
る。
室外の圧力よりも高くなるため、第１の減圧室内であっ
て第２の減圧室の外にある加熱手段や第１の減圧室の壁
から出る金属などの不純物粒子が第２の減圧室壁を浸透
して第２の減圧室内に滲みだすのを防止することができ
る。
また、第２の発明の半導体装置の製造方法において
は、さらに第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が
接続されており、基板を第２の減圧室から出し入れする
際にロードロック室の圧力と第２の減圧室の圧力をほぼ
等しくしている。
は、さらに第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が
接続されており、基板を第２の減圧室から出し入れする
際にロードロック室の圧力と第２の減圧室の圧力をほぼ
等しくしている。
従って、第２の減圧室を減圧したままの状態でロード
ロック室と第２の減圧室との間の室内圧力の釣合いをと
ることができるので、第２の減圧室内を減圧状態に維持
したままウエハの出し入れを行うことができる。このた
め、従来、第２の減圧室内を大気圧にするため導入して
いるガスに含まれる金属や水分などの不純物粒子により
第２の減圧室内が汚染されるのを防止することができ
る。
ロック室と第２の減圧室との間の室内圧力の釣合いをと
ることができるので、第２の減圧室内を減圧状態に維持
したままウエハの出し入れを行うことができる。このた
め、従来、第２の減圧室内を大気圧にするため導入して
いるガスに含まれる金属や水分などの不純物粒子により
第２の減圧室内が汚染されるのを防止することができ
る。
更に、第３の発明の半導体装置の製造方法によれば、
第２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加
し、かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、第
２の減圧室に導入するガス全体の流量を調整している。
第２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加
し、かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、第
２の減圧室に導入するガス全体の流量を調整している。
従って、第２の圧力室内の圧力を第１の減圧室内の圧
力よりも必要な圧力だけ常に高くなるようにすることが
できる。
力よりも必要な圧力だけ常に高くなるようにすることが
できる。
これにより、更に確実に第１の減圧室やヒータから発
生する不純物粒子が第２の減圧室内にしみだすのを防止
することができ、かつ第２の減圧室として石英管を用い
て加熱処理を行う場合、石英管内外の圧力差による石英
管の変形をさらに確実に防止することができる。
生する不純物粒子が第２の減圧室内にしみだすのを防止
することができ、かつ第２の減圧室として石英管を用い
て加熱処理を行う場合、石英管内外の圧力差による石英
管の変形をさらに確実に防止することができる。
次に、本発明の実施例について図を参照しながら具体
的に説明する。
的に説明する。
第１の発明の実施例 第１図は、第１の発明の実施例の半導体基板に薄い酸
化膜を形成するための加熱装置の構成図である。
化膜を形成するための加熱装置の構成図である。
同図において、18はステンレスからなる減圧室（第１
の減圧室）、19は減圧室18内への第１のガス導入口、20
は減圧室18内の第１の排気口、21は減圧室18内の石英か
らなる減圧処理室（第２の減圧室）、22は減圧処理室21
内への第２のガス導入口、23は減圧処理室21内の第２の
排気口、24は減圧処理室21内を減圧状態に保つためのバ
ルブ、25はウエハ出入口、26はウエハ28の加熱用のヒー
タである。
の減圧室）、19は減圧室18内への第１のガス導入口、20
は減圧室18内の第１の排気口、21は減圧室18内の石英か
らなる減圧処理室（第２の減圧室）、22は減圧処理室21
内への第２のガス導入口、23は減圧処理室21内の第２の
排気口、24は減圧処理室21内を減圧状態に保つためのバ
ルブ、25はウエハ出入口、26はウエハ28の加熱用のヒー
タである。
次に、この装置を用いてSi基板上に薄いゲート酸化膜
を形成する場合について第１図及び第２図（ａ）〜
（ｅ）を参照しながら説明する。
を形成する場合について第１図及び第２図（ａ）〜
（ｅ）を参照しながら説明する。
第２図（ａ）は、ゲート酸化膜形成前のウエハの断面
図で、図中符号47はSi基板、48は素子分離のためのフィ
ールド酸化膜、49は自然酸化膜である。
図で、図中符号47はSi基板、48は素子分離のためのフィ
ールド酸化膜、49は自然酸化膜である。
まず、第１図に示すように、このウエハ28をウエハ保
持具27に載置し、バルブ24を開けて予め大気圧にされて
いる減圧処理室21内に導入する。その後、バルブ24を閉
める。
持具27に載置し、バルブ24を開けて予め大気圧にされて
いる減圧処理室21内に導入する。その後、バルブ24を閉
める。
続いて、第１及び第２の排気口20及び23より別々に減
圧室18内及び減圧処理室21内を排気する。そして、減圧
室18内及び減圧処理室21内の圧力がそれぞれ１×10-9〜
１×10-10Torr/1×10-8〜１×10-9Torrになるように排
気量を調節する。目標の圧力に達した後、ヒータ26によ
りウエハ28を加熱する。そして、温度が約1000℃になっ
たらそのまま保持する。
圧室18内及び減圧処理室21内を排気する。そして、減圧
室18内及び減圧処理室21内の圧力がそれぞれ１×10-9〜
１×10-10Torr/1×10-8〜１×10-9Torrになるように排
気量を調節する。目標の圧力に達した後、ヒータ26によ
りウエハ28を加熱する。そして、温度が約1000℃になっ
たらそのまま保持する。
次に、第２のガス導入口22から水素ガスを導入する。
その結果、水素ガスは自然酸化膜49と反応して自然酸化
膜49は除去される。このとき、同時に第１のガス導入口
19からも窒素ガスを導入して圧力差がほぼ１×10-2〜１
×10-1Torrになるように一定に保つ。
その結果、水素ガスは自然酸化膜49と反応して自然酸化
膜49は除去される。このとき、同時に第１のガス導入口
19からも窒素ガスを導入して圧力差がほぼ１×10-2〜１
×10-1Torrになるように一定に保つ。
続いて、水素ガスを止め、微量の酸素ガス、または不
活性ガスを希釈した酸素ガスを第２のガス導入口22から
減圧処理室21内に導入する。このとき、同時に第１のガ
ス導入口19から窒素ガスを導入して圧力差がほぼ１×10
-2〜１×10-1Torrになるように一定に保つ。そして、所
定時間の加熱の後Si基板47上には約100Åのゲート酸化
膜50が形成される（第２図（ｂ））。
活性ガスを希釈した酸素ガスを第２のガス導入口22から
減圧処理室21内に導入する。このとき、同時に第１のガ
ス導入口19から窒素ガスを導入して圧力差がほぼ１×10
-2〜１×10-1Torrになるように一定に保つ。そして、所
定時間の加熱の後Si基板47上には約100Åのゲート酸化
膜50が形成される（第２図（ｂ））。
この場合、酸素の量を微量に調整することができ、自
然酸化膜を無くすことができるので、薄い膜厚のゲート
酸化膜の形成制御を容易に行える。また、減圧処理室21
内の圧力を減圧室18内の圧力よりも常に大きくしている
ので、ステンレスからなる減圧室18の壁やヒータから発
生する金属などの不純物粒子が圧力差によって減圧処理
室21の壁を通過してしみ出すのを防止することができ
る。従って、このようにして作成されたゲート酸化膜50
は不純物粒子の含有量が少なく、かつ欠陥の少ない良質
な膜となる。
然酸化膜を無くすことができるので、薄い膜厚のゲート
酸化膜の形成制御を容易に行える。また、減圧処理室21
内の圧力を減圧室18内の圧力よりも常に大きくしている
ので、ステンレスからなる減圧室18の壁やヒータから発
生する金属などの不純物粒子が圧力差によって減圧処理
室21の壁を通過してしみ出すのを防止することができ
る。従って、このようにして作成されたゲート酸化膜50
は不純物粒子の含有量が少なく、かつ欠陥の少ない良質
な膜となる。
次に、ゲート酸化膜50の上にポリシリコン膜51を形成
した（第２図（ｃ））後、これをパターニングしてゲー
ト電極51aを形成する（第２図（ｄ））。
した（第２図（ｃ））後、これをパターニングしてゲー
ト電極51aを形成する（第２図（ｄ））。
その後、第２図（ｅ）に示すように、通常の工程を経
て半導体装置が完成する。なお、同図（ｅ）において、
52a及び52bはn-型のS/D領域、53a及び53bはn+型のS/D領
域、54はSiO2膜、55a及び55bはポリシリコンからなるS/
D引出し電極、56a及び56bはS/D配線電極である。
て半導体装置が完成する。なお、同図（ｅ）において、
52a及び52bはn-型のS/D領域、53a及び53bはn+型のS/D領
域、54はSiO2膜、55a及び55bはポリシリコンからなるS/
D引出し電極、56a及び56bはS/D配線電極である。
以上のように、第１の発明の実施例によれば、減圧処
理室21内の圧力を減圧室18内の圧力よりも大きく、かつ
その圧力差を必要最小限に小さく保つことが出来るの
で、圧力差と熱による減圧処理室21としての石英管の変
形を防止でき、かつ第２図（ｂ）に示すように、良質な
薄い膜厚のゲート酸化膜50を形成できる。これにより、
高いゲート絶縁耐圧を有するトランジスタを得ることが
でき、トランジスタの歩留りの向上に寄与する。
理室21内の圧力を減圧室18内の圧力よりも大きく、かつ
その圧力差を必要最小限に小さく保つことが出来るの
で、圧力差と熱による減圧処理室21としての石英管の変
形を防止でき、かつ第２図（ｂ）に示すように、良質な
薄い膜厚のゲート酸化膜50を形成できる。これにより、
高いゲート絶縁耐圧を有するトランジスタを得ることが
でき、トランジスタの歩留りの向上に寄与する。
第２の発明の実施例 第３図は、第２の発明の実施例で、減圧処理室の入口
及び出口にバルブを介してロードロック室を設けること
により、ウエハの出し入れの際、減圧処理室を減圧状態
に保持したままでもロードロック室を減圧して減圧処理
室内の圧力と釣合いをとることで、減圧処理室内を常に
減圧状態に保持しておくことが出来るようにしたもので
ある。
及び出口にバルブを介してロードロック室を設けること
により、ウエハの出し入れの際、減圧処理室を減圧状態
に保持したままでもロードロック室を減圧して減圧処理
室内の圧力と釣合いをとることで、減圧処理室内を常に
減圧状態に保持しておくことが出来るようにしたもので
ある。
同図において、57はステンレスからなる減圧室（第１
の減圧室）、58は減圧室57内への第１のガス導入口、59
は減圧室57内の第１の排気口、60は石英からなる減圧処
理室（第２の減圧室）、61は減圧処理室60内への第２の
ガス導入口、62は減圧処理室60内の第２の排気口、63は
減圧処理室60内を減圧状態に保持しておくための入口側
ロードロック室66との間を仕切るバルブ、64は入口側ロ
ードロック室66へのガス導入口、65は入口側ロードロッ
ク室66の排気口、67は入口側ロードロック室66を密閉す
るためのバルブである。
の減圧室）、58は減圧室57内への第１のガス導入口、59
は減圧室57内の第１の排気口、60は石英からなる減圧処
理室（第２の減圧室）、61は減圧処理室60内への第２の
ガス導入口、62は減圧処理室60内の第２の排気口、63は
減圧処理室60内を減圧状態に保持しておくための入口側
ロードロック室66との間を仕切るバルブ、64は入口側ロ
ードロック室66へのガス導入口、65は入口側ロードロッ
ク室66の排気口、67は入口側ロードロック室66を密閉す
るためのバルブである。
また、68は減圧処理室60内を減圧状態に保持しておく
ための出口側ロードロック室71との間を仕切るバルブ、
69は出口側ロードロック室71へのガス導入口、70は出口
側ロードロック室71の排気口、72は出口側ロードロック
室71を密閉するためのバルブ、73は加熱用のヒータであ
る。
ための出口側ロードロック室71との間を仕切るバルブ、
69は出口側ロードロック室71へのガス導入口、70は出口
側ロードロック室71の排気口、72は出口側ロードロック
室71を密閉するためのバルブ、73は加熱用のヒータであ
る。
次に、この加熱装置を用いて、例えばSi基板上にゲー
ト酸化膜を形成する場合について第３図を参照しながら
説明する。
ト酸化膜を形成する場合について第３図を参照しながら
説明する。
まず、予め大気圧にされている入口側ロードロック室
66のバルブ67を開けた後、ウエハを入口側ロードロック
室66に入れる。
66のバルブ67を開けた後、ウエハを入口側ロードロック
室66に入れる。
次に、排気口65により入口側ロードロック室66内を排
気する。そして、入口側ロードロック室66内の圧力が予
め減圧されている減圧処理室60内の圧力にほぼ等しくな
ってから、バルブ63を開けてウエハを減圧処理室60内に
搬入する。
気する。そして、入口側ロードロック室66内の圧力が予
め減圧されている減圧処理室60内の圧力にほぼ等しくな
ってから、バルブ63を開けてウエハを減圧処理室60内に
搬入する。
続いて、バルブ63を閉めた後、第２のガス導入口61か
らまず水素ガスを導入し、Si基板上の自然酸化膜と反応
させて自然酸化膜を除去する。次いで、水素ガスを止め
た後、微量の酸素を導入して加熱処理をし、Si基板上に
薄い膜厚のゲート酸化膜を形成する。このとき、窒素ガ
スを第１のガス導入口58から減圧室57内に導入し、減圧
処理室60の圧力が減圧室57の圧力よりも約１×10-2〜１
×10-1Torrだけ大きくなるように調整する。これによ
り、減圧処理室60としての石英管内外の圧力差と熱とに
よる石英管の変形を防止するとともにステンレスからな
る減圧室57の壁やヒータ73から発生する不純物粒子が圧
力差により石英管の壁を通過して石英管内にしみだすの
を防止することができる。
らまず水素ガスを導入し、Si基板上の自然酸化膜と反応
させて自然酸化膜を除去する。次いで、水素ガスを止め
た後、微量の酸素を導入して加熱処理をし、Si基板上に
薄い膜厚のゲート酸化膜を形成する。このとき、窒素ガ
スを第１のガス導入口58から減圧室57内に導入し、減圧
処理室60の圧力が減圧室57の圧力よりも約１×10-2〜１
×10-1Torrだけ大きくなるように調整する。これによ
り、減圧処理室60としての石英管内外の圧力差と熱とに
よる石英管の変形を防止するとともにステンレスからな
る減圧室57の壁やヒータ73から発生する不純物粒子が圧
力差により石英管の壁を通過して石英管内にしみだすの
を防止することができる。
次に、所定時間加熱処理をおこなった後、酸素ガスの
導入を停止する。その後、バルブ68を開けて、ウエハを
減圧処理室60から予め減圧されている出口側ロードロッ
ク室71に搬出する。
導入を停止する。その後、バルブ68を開けて、ウエハを
減圧処理室60から予め減圧されている出口側ロードロッ
ク室71に搬出する。
次に、バルブ68を閉めた後、ガス導入口69から窒素ガ
スを出口側ロードロック室71に導入して室内を大気圧に
する。このとき、減圧処理室60内は減圧状態に保たれた
ままとなっており、従来ウエハの出し入れの際大気圧に
するため導入しているガスを減圧処理室60内に導入する
必要がない。このため、このガス中に含まれる金属や水
分などの不純物粒子による減圧処理室60内の汚染を防止
でき、減圧処理室60内を常に清浄に保つことが出来る。
これにより、減圧処理室60内でSi基板上にゲート酸化膜
を形成する場合、更に膜質のよいゲート酸化膜を形成す
ることが出来る。
スを出口側ロードロック室71に導入して室内を大気圧に
する。このとき、減圧処理室60内は減圧状態に保たれた
ままとなっており、従来ウエハの出し入れの際大気圧に
するため導入しているガスを減圧処理室60内に導入する
必要がない。このため、このガス中に含まれる金属や水
分などの不純物粒子による減圧処理室60内の汚染を防止
でき、減圧処理室60内を常に清浄に保つことが出来る。
これにより、減圧処理室60内でSi基板上にゲート酸化膜
を形成する場合、更に膜質のよいゲート酸化膜を形成す
ることが出来る。
その後、バルブ72を開けてウエハを取り出す。
なお、上記の実施例ではロードロック室66,71を入口
側及び出口側に２つ設けてウエハの入口と出口とを別々
にした加熱装置を用いた場合について第２の発明の半導
体装置の製造方法を適用したが、ロードロック室を１つ
だけ設けてウエハの出し入れを一か所で行うようにする
場合にも適用できる。
側及び出口側に２つ設けてウエハの入口と出口とを別々
にした加熱装置を用いた場合について第２の発明の半導
体装置の製造方法を適用したが、ロードロック室を１つ
だけ設けてウエハの出し入れを一か所で行うようにする
場合にも適用できる。
第３の発明の実施例 第４図は第３の発明の実施例の半導体装置の製造方法
に用いられる加熱装置の構成図である。
に用いられる加熱装置の構成図である。
その加熱装置の特徴は、第１又は第２の発明の加熱装
置の減圧室内及び減圧処理室内の圧力を監視し、自動的
に圧力を調整するための制御手段としての制御装置を設
けて、減圧室内及び減圧処理室内の圧力差を必要最小限
に小さく、かつ常に一定に保つことができるようにした
ことである。
置の減圧室内及び減圧処理室内の圧力を監視し、自動的
に圧力を調整するための制御手段としての制御装置を設
けて、減圧室内及び減圧処理室内の圧力差を必要最小限
に小さく、かつ常に一定に保つことができるようにした
ことである。
同図において、29はステンレスからなる減圧室（第１
の減圧室）、30は減圧室29内への第１のガス導入口、31
は第１のガス導入口30を開閉するための第１のバルブ、
32は減圧室29内の第１の排気口、33は第１の排気口32を
開閉するための第２のバルブ、34は減圧室29内の圧力計
である。
の減圧室）、30は減圧室29内への第１のガス導入口、31
は第１のガス導入口30を開閉するための第１のバルブ、
32は減圧室29内の第１の排気口、33は第１の排気口32を
開閉するための第２のバルブ、34は減圧室29内の圧力計
である。
また、35は石英からなる減圧処理室（第２の減圧
室）、36は減圧処理室35内への第２のガス導入口、37は
第２のガス導入口36を開閉するための第３のバルブ、38
は減圧処理室35内の第２の排気口、39は第２の排気口38
を開閉するための第４のバルブ、40は減圧処理室35の減
圧状態を保持するためのバルブ、41はウエハ出入口、42
は減圧処理室35内の圧力計、43は減圧処理室35内のウエ
ハを加熱するためのヒータである。
室）、36は減圧処理室35内への第２のガス導入口、37は
第２のガス導入口36を開閉するための第３のバルブ、38
は減圧処理室35内の第２の排気口、39は第２の排気口38
を開閉するための第４のバルブ、40は減圧処理室35の減
圧状態を保持するためのバルブ、41はウエハ出入口、42
は減圧処理室35内の圧力計、43は減圧処理室35内のウエ
ハを加熱するためのヒータである。
更に、44は減圧室29内及び減圧処理室35内の圧力の制
御手段としての制御装置で、圧力計34,42によりそれぞ
れ減圧室29内，減圧処理室35内の圧力を監視し、減圧処
理室35内の圧力が減圧室29内の圧力よりも常にほぼ１×
10-2〜１×10-1Torrだけ大きくなるように第1,第2,第３
及び第４のバルブの開閉度を調整する。
御手段としての制御装置で、圧力計34,42によりそれぞ
れ減圧室29内，減圧処理室35内の圧力を監視し、減圧処
理室35内の圧力が減圧室29内の圧力よりも常にほぼ１×
10-2〜１×10-1Torrだけ大きくなるように第1,第2,第３
及び第４のバルブの開閉度を調整する。
このような加熱装置を用いた半導体装置の製造方法に
よれば、第１又は第２の発明の実施例で説明した減圧室
29内及び減圧処理室35内の圧力調整を自動的に行うこと
ができるので、第１又は第２の発明の作用効果を更に確
実に達成できる。
よれば、第１又は第２の発明の実施例で説明した減圧室
29内及び減圧処理室35内の圧力調整を自動的に行うこと
ができるので、第１又は第２の発明の作用効果を更に確
実に達成できる。
以上のように、第１の発明の半導体装置の製造方法に
おいては、第１の減圧室内であって第２の減圧室外の加
熱手段により第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理
する際に、第２の減圧室内の圧力よりも第１の減圧室内
の圧力の方が所定の圧力差だけ低くなるように第１又は
第２の減圧室の圧力を調整している。
おいては、第１の減圧室内であって第２の減圧室外の加
熱手段により第２の減圧室内の基板を加熱しながら処理
する際に、第２の減圧室内の圧力よりも第１の減圧室内
の圧力の方が所定の圧力差だけ低くなるように第１又は
第２の減圧室の圧力を調整している。
これにより、第２の減圧室内の圧力の方が第２の減圧
室外の圧力よりも高くなるため、第１の減圧室内であっ
て第２の減圧室の外にある加熱手段や第１の減圧室の壁
から出る金属などの不純物粒子が第２の減圧室壁を浸透
して第２の減圧室内に滲みだすのを防止することができ
る。
室外の圧力よりも高くなるため、第１の減圧室内であっ
て第２の減圧室の外にある加熱手段や第１の減圧室の壁
から出る金属などの不純物粒子が第２の減圧室壁を浸透
して第２の減圧室内に滲みだすのを防止することができ
る。
また、第２の発明の半導体装置の製造方法において
は、さらに第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が
接続されており、基板を第２の減圧室から出し入れする
際にロードロック室の圧力と第２の減圧室の圧力をほぼ
等しくしている。
は、さらに第２の減圧室に減圧可能なロードロック室が
接続されており、基板を第２の減圧室から出し入れする
際にロードロック室の圧力と第２の減圧室の圧力をほぼ
等しくしている。
従って、第２の減圧室内を減圧状態に維持したままウ
エハの出し入れを行うことができるため、従来、第２の
減圧室内を大気圧にするため導入しているガスに含まれ
る金属や水分などの不純物粒子により第２の減圧室内が
汚染されるのを防止することができる。
エハの出し入れを行うことができるため、従来、第２の
減圧室内を大気圧にするため導入しているガスに含まれ
る金属や水分などの不純物粒子により第２の減圧室内が
汚染されるのを防止することができる。
更に、第３の発明の半導体装置の製造方法によれば、
第２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加
し、かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、第
２の減圧室に導入するガス全体の流量を調整しているの
で、第２の圧力室内の圧力を第１の減圧室内の圧力より
も必要な圧力だけ常に高くなるようにすることができ
る。
第２の減圧室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加
し、かつ該不活性ガスの流量を調整することにより、第
２の減圧室に導入するガス全体の流量を調整しているの
で、第２の圧力室内の圧力を第１の減圧室内の圧力より
も必要な圧力だけ常に高くなるようにすることができ
る。
これにより、更に確実に第１の減圧室やヒータから発
生する不純物粒子が第２の減圧室内にしみだすのを防止
することができ、かつ第２の減圧室として石英管を用い
て加熱処理を行う場合、石英管内外の圧力差による石英
管の変形をさらに確実に防止することができる。
生する不純物粒子が第２の減圧室内にしみだすのを防止
することができ、かつ第２の減圧室として石英管を用い
て加熱処理を行う場合、石英管内外の圧力差による石英
管の変形をさらに確実に防止することができる。
第１図は、第１の発明の半導体装置の製造方法の実施例
に用いられる加熱装置の構成図、 第２図は、第１の発明の実施例の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの製造方法を説明する断面図、 第３図は、第２の発明の半導体装置の製造方法の実施例
に用いられる加熱装置の構成図、 第４図は、第３の発明の半導体装置の製造方法の実施例
に用いられる加熱装置の構成図、 第５図は、従来例の加熱装置の構成図、 第６図は、従来例の加熱装置を用いた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの作成方法を説明する断面図である。 〔符号の説明〕 １……減圧処理室、 2,64,69……ガス導入口、 3,65,70……排気口、 4,26,43,73……ヒータ、 ５……載置台、 6,27……ウエハ保持具、 7,28……ウエハ、 8,47……Si基板、 9,48……フィールド酸化膜、 10,49……自然酸化膜、 11,50……ゲート酸化膜、 12,51……ポリシリコン膜、 12a,51a……ゲート電極、 13a,13b,14a,14b,52a,52b,53a,53b……S/D領域、 15,54……SiO2膜、 16a,16b,55a,55b……S/D引出し電極、 17a,17b,56a,56b……S/D配線電極、 18,29,57……減圧室（第１の減圧室）、 19,30,58……第１のガス導入口、 20,32,59……第１の排気口、 21,35,60……減圧処理室（第２の減圧室）、 22,36,61……第２のガス導入口、 23,38,62……第２の排気口、 24,40,63,67,68,72……バルブ、 25,41……ウエハ出入口、 31……第１のバルブ、 33……第２のバルブ、 34,42……圧力計、 37……第３のバルブ、 39……第４のバルブ、 44……制御装置、 66……入口側ロードロック室、 71……出口側ロードロック室。
に用いられる加熱装置の構成図、 第２図は、第１の発明の実施例の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの製造方法を説明する断面図、 第３図は、第２の発明の半導体装置の製造方法の実施例
に用いられる加熱装置の構成図、 第４図は、第３の発明の半導体装置の製造方法の実施例
に用いられる加熱装置の構成図、 第５図は、従来例の加熱装置の構成図、 第６図は、従来例の加熱装置を用いた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの作成方法を説明する断面図である。 〔符号の説明〕 １……減圧処理室、 2,64,69……ガス導入口、 3,65,70……排気口、 4,26,43,73……ヒータ、 ５……載置台、 6,27……ウエハ保持具、 7,28……ウエハ、 8,47……Si基板、 9,48……フィールド酸化膜、 10,49……自然酸化膜、 11,50……ゲート酸化膜、 12,51……ポリシリコン膜、 12a,51a……ゲート電極、 13a,13b,14a,14b,52a,52b,53a,53b……S/D領域、 15,54……SiO2膜、 16a,16b,55a,55b……S/D引出し電極、 17a,17b,56a,56b……S/D配線電極、 18,29,57……減圧室（第１の減圧室）、 19,30,58……第１のガス導入口、 20,32,59……第１の排気口、 21,35,60……減圧処理室（第２の減圧室）、 22,36,61……第２のガス導入口、 23,38,62……第２の排気口、 24,40,63,67,68,72……バルブ、 25,41……ウエハ出入口、 31……第１のバルブ、 33……第２のバルブ、 34,42……圧力計、 37……第３のバルブ、 39……第４のバルブ、 44……制御装置、 66……入口側ロードロック室、 71……出口側ロードロック室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/31 H01L 21/316
Claims (3)
- 【請求項１】第１のガス導入口を備えた減圧可能な第１
の減圧室と、前記第１の減圧室内に設けられ、第２のガ
ス導入口を備えた、前記第１の減圧室とは独立に圧力を
調整可能な第２の減圧室と、前記第１の減圧室内であっ
て前記第２の減圧室の外に設けられた前記第２の減圧室
内を加熱する手段とを有する半導体製造装置を用い、前
記第２の減圧室内に処理ガスを導いて前記第２の減圧室
内に導入された基板を処理する半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第１及び第２の減圧室内を減圧し、かつ前記第２の
減圧室内に処理ガスを導入して前記第２の減圧室内の基
板を加熱しながら処理する際に、前記第２の減圧室内の
圧力よりも前記第１の減圧室内の圧力の方が所定の圧力
差だけ低くなるように前記第１又は第２の減圧室の圧力
を調整することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記半導体製造装置はさらに前記第２の減
圧室に減圧可能なロードロック室が接続されており、前
記基板を前記第２の減圧室から出し入れする際に前記ロ
ードロック室の圧力と前記第２の減圧室の圧力をほぼ等
しくすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項３】前記第２のガス導入口から前記第２の減圧
室に導入する処理ガスに不活性ガスを添加し、かつ該不
活性ガスの流量を調整することにより、前記第２のガス
導入口から前記第２の減圧室に導入するガス全体の流量
を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1218895A JP2795691B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1218895A JP2795691B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382125A JPH0382125A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2795691B2 true JP2795691B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=16726994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1218895A Expired - Lifetime JP2795691B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2795691B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL103846A0 (en) * | 1991-11-25 | 1993-04-04 | Tanabe Seiyaku Co | Gene coding for esterase and novel microorganism containing said gene |
| CN106517118A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-03-22 | 广东先导稀材股份有限公司 | 电子级红磷的制备装置及方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337188B2 (ja) * | 1974-02-15 | 1978-10-06 | ||
| JPS6185165A (ja) * | 1984-10-04 | 1986-04-30 | Kikkoman Corp | 調味料の製造法 |
| JPS6298624A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | 熱処理炉 |
| JPS62190832A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 減圧気相成長装置 |
| JPS63200523A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 化学気相成長装置 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1218895A patent/JP2795691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0382125A (ja) | 1991-04-08 |
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