JP2902012B2 - 低圧酸化装置 - Google Patents
低圧酸化装置Info
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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、水素ガスH2と酸素ガスO2を流し、反応させ
てH2Oを生成し、そのH2OとO2による水蒸気によりウェー
ハを酸化させる低圧酸化装置に関する。
てH2Oを生成し、そのH2OとO2による水蒸気によりウェー
ハを酸化させる低圧酸化装置に関する。
［従来の技術］ シリコン半導体デバイス製造プロセスにおいて、シリ
コンを酸化するプロセスがある。シリコンウェーハの酸
化は、シリコンウェーハを800〜1000℃の電気炉中の石
英製反応管内に挿入し、ドライ酸素、または水蒸気を含
む酸素を流すことにより達成させる。第２図は、従来装
置の一例の構成を示す簡略断面図である。
コンを酸化するプロセスがある。シリコンウェーハの酸
化は、シリコンウェーハを800〜1000℃の電気炉中の石
英製反応管内に挿入し、ドライ酸素、または水蒸気を含
む酸素を流すことにより達成させる。第２図は、従来装
置の一例の構成を示す簡略断面図である。
１は800〜1000℃の所要温度下の電気炉中の石英反応
管（プロセスチューブ）、７は石英反応管１外に設けら
れたヒータ、３は多数枚のウェーハ２を載置した石英ボ
ード、８はこのボード７の下部に設けられたキャップ、
９は水素ガスH2と酸素ガスO2を導入して燃焼（反応）さ
せ、水蒸気H2Oを生成し、過剰O2と共に該水蒸気H2Oを反
応管１内に導入する燃焼管、10はこの燃焼管９の外部に
設けられた赤外線ランプ、11は当該燃焼管９内に設けた
シリコンロッド、12は燃焼管９と反応管１の上部とを連
通する通路、13は反応管１の上部に設けられた上部注入
口、14は反応管１の下部に設けられた排気口である。
管（プロセスチューブ）、７は石英反応管１外に設けら
れたヒータ、３は多数枚のウェーハ２を載置した石英ボ
ード、８はこのボード７の下部に設けられたキャップ、
９は水素ガスH2と酸素ガスO2を導入して燃焼（反応）さ
せ、水蒸気H2Oを生成し、過剰O2と共に該水蒸気H2Oを反
応管１内に導入する燃焼管、10はこの燃焼管９の外部に
設けられた赤外線ランプ、11は当該燃焼管９内に設けた
シリコンロッド、12は燃焼管９と反応管１の上部とを連
通する通路、13は反応管１の上部に設けられた上部注入
口、14は反応管１の下部に設けられた排気口である。
このような従来装置は水素H2と酸素O2を赤外線ランプ
10により燃焼管９内で燃焼させ、H2Oを生成し、過剰O2
と共に通路12を通して上部注入口13より反応管１内へ注
入し、反応管１内に多数枚のシリコンウェーハ２を載置
したボード３を挿入することによりボード３に載置され
た多数枚のウェーハ２が酸化されることになる。
10により燃焼管９内で燃焼させ、H2Oを生成し、過剰O2
と共に通路12を通して上部注入口13より反応管１内へ注
入し、反応管１内に多数枚のシリコンウェーハ２を載置
したボード３を挿入することによりボード３に載置され
た多数枚のウェーハ２が酸化されることになる。
H2とO2の燃焼は第２図示のように燃焼管９内のシリコ
ンロッド11を、赤外線ランプ10により加熱できる構造を
もつ燃焼管９内で行われる。
ンロッド11を、赤外線ランプ10により加熱できる構造を
もつ燃焼管９内で行われる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来装置にあっては、H2とO2の燃焼を行う燃焼
管９と、加熱用の赤外線ランプ10と燃焼管９内のシリコ
ンロッド11よりなる構成であるため、構造が複雑であ
り、シリコンロッド11がH2の発火点で急激に酸素と反応
するため、O2とH2の流量比を適当に選定しないと爆発す
る危険性があるという課題がある。
管９と、加熱用の赤外線ランプ10と燃焼管９内のシリコ
ンロッド11よりなる構成であるため、構造が複雑であ
り、シリコンロッド11がH2の発火点で急激に酸素と反応
するため、O2とH2の流量比を適当に選定しないと爆発す
る危険性があるという課題がある。
また、燃焼管９の圧力変動によって反応管１内の圧力
が変動し、安定的、均一的に酸素が供給されずに、酸化
の均一性が得られないという問題もある。
が変動し、安定的、均一的に酸素が供給されずに、酸化
の均一性が得られないという問題もある。
本発明の目的は、簡単な構造でH2とO2を反応させH2O
を生成し、低圧下で水蒸気酸化を行うことによりH2とO2
の反応により爆発するおそれがなく安全であり、且つ、
酸化の均一性を良くすることができる装置を提供するこ
とである。
を生成し、低圧下で水蒸気酸化を行うことによりH2とO2
の反応により爆発するおそれがなく安全であり、且つ、
酸化の均一性を良くすることができる装置を提供するこ
とである。
［課題を解決するための手段］ 本発明装置は上記課題を解決し、上記の目的を達成す
るため、その請求項１記載の発明は、水素ガスH2と酸素
ガスO2を反応させて水蒸気を外部で生成し、所要温度下
の電気炉中の反応管内に該水蒸気を導入し、反応管内の
ウェーハを酸化させる装置において、反応管内を低圧下
に維持すると共に反応管外部に水素ガスH2と酸素ガスO2
の反応をプラズマ化して促進させる生成反応室を設けて
なる構成としたものである。
るため、その請求項１記載の発明は、水素ガスH2と酸素
ガスO2を反応させて水蒸気を外部で生成し、所要温度下
の電気炉中の反応管内に該水蒸気を導入し、反応管内の
ウェーハを酸化させる装置において、反応管内を低圧下
に維持すると共に反応管外部に水素ガスH2と酸素ガスO2
の反応をプラズマ化して促進させる生成反応室を設けて
なる構成としたものである。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、生成反応室外にワークコイルまたは半分割円筒
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を，安定したプラズマ
が発生する0.1〜10Torrの範囲内に設定してなる構成と
したものである。
おいて、生成反応室外にワークコイルまたは半分割円筒
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を，安定したプラズマ
が発生する0.1〜10Torrの範囲内に設定してなる構成と
したものである。
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載
の発明において、前記反応管は、圧力制御弁により一定
圧に制御される構成としたものである。
の発明において、前記反応管は、圧力制御弁により一定
圧に制御される構成としたものである。
［作用］ このような構成とすることにより水素H2と酸素O2の反
応は生成反応室内でプラズマ化されて促進され、H2O＋O
2による水蒸気が生成されて低圧下の反応管内に注入さ
れ、この反応管内のウェーハが水蒸気酸化されることに
なる。ウェーハの水蒸気酸化は低圧下で行われるので、
H2とO2の反応による爆発のおそれがなく安全であり、且
つ水蒸気が均一に流入するため、酸化の均一性が向上す
ることになる。
応は生成反応室内でプラズマ化されて促進され、H2O＋O
2による水蒸気が生成されて低圧下の反応管内に注入さ
れ、この反応管内のウェーハが水蒸気酸化されることに
なる。ウェーハの水蒸気酸化は低圧下で行われるので、
H2とO2の反応による爆発のおそれがなく安全であり、且
つ水蒸気が均一に流入するため、酸化の均一性が向上す
ることになる。
また、生成反応室外にワークコイルまたは半分割円筒
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を,0.1〜10Torrの範囲
内に設定することにより、安定したプラズマを発生させ
ることができ、安全で、かつ酸化の均一性を向上させる
ことができる。
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を,0.1〜10Torrの範囲
内に設定することにより、安定したプラズマを発生させ
ることができ、安全で、かつ酸化の均一性を向上させる
ことができる。
［実施例］ 以下図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す概略断面
図で、１は800〜1000℃の所要温度、例えば、900℃±0.
5℃下の電気炉中の石英反応管（プロセスチューブ）、
７は石英反応管１外に設けられた内部を上部所要温度に
加熱するヒータ、３は多数枚のウェーハ２を載置した石
英ボート、８はこのボート３の下部に設けられたキャッ
プである。石英反応管１内に挿入されたボート３に載置
された多数枚のウェーハ２はヒータ７により例えば、90
0℃±0.5℃に加熱される。
図で、１は800〜1000℃の所要温度、例えば、900℃±0.
5℃下の電気炉中の石英反応管（プロセスチューブ）、
７は石英反応管１外に設けられた内部を上部所要温度に
加熱するヒータ、３は多数枚のウェーハ２を載置した石
英ボート、８はこのボート３の下部に設けられたキャッ
プである。石英反応管１内に挿入されたボート３に載置
された多数枚のウェーハ２はヒータ７により例えば、90
0℃±0.5℃に加熱される。
４は反応管１外部に設けられた生成反応室で、水素ガ
スH2と酸素ガスO2の反応をプラズマ化して促進させる機
能を果たす。５はこの生成反応室４の周囲に設けられた
ワークコイルで、プラズマ発生用の高周波電源６が接続
されている。ワークコイル５の代わりに半分割円筒電極
を用いてもよい。
スH2と酸素ガスO2の反応をプラズマ化して促進させる機
能を果たす。５はこの生成反応室４の周囲に設けられた
ワークコイルで、プラズマ発生用の高周波電源６が接続
されている。ワークコイル５の代わりに半分割円筒電極
を用いてもよい。
12は生成反応室４と反応管１の上部とを連通する通路
（細管）、13は反応管１の上部に設けられた上部注入
口、15は反応管１内の圧力を制御する圧力制御弁で、反
応管１の下部に連結された排気管16に挿設されており、
排気口14は排気装置、例えば排気ポンプに接続されてい
る。
（細管）、13は反応管１の上部に設けられた上部注入
口、15は反応管１内の圧力を制御する圧力制御弁で、反
応管１の下部に連結された排気管16に挿設されており、
排気口14は排気装置、例えば排気ポンプに接続されてい
る。
上記の構成において水素ガスH2と酸素ガスO2は生成反
応室４内にマスフローコントローラ（図示せず）を介し
て導入され、この生成反応室４内でワークコイル５に高
周波電源６により高周波電界を印加することによりプラ
ズマを発生させてH2とO2の反応を促進し、水蒸気H2＋O2
を生成させる。この水蒸気は通路12を経て上部注入口13
より反応管１内に注入されると共に反応管１内は排気ポ
ンプにより圧力制御弁15を介して排気され0.1〜10Tor
r、例えば5Torr±３％の圧力に制御される。こうして、
生成反応室４内の圧力も安定したプラズマが発生するの
に適した0.1〜10Torrの範囲内に設定される。
応室４内にマスフローコントローラ（図示せず）を介し
て導入され、この生成反応室４内でワークコイル５に高
周波電源６により高周波電界を印加することによりプラ
ズマを発生させてH2とO2の反応を促進し、水蒸気H2＋O2
を生成させる。この水蒸気は通路12を経て上部注入口13
より反応管１内に注入されると共に反応管１内は排気ポ
ンプにより圧力制御弁15を介して排気され0.1〜10Tor
r、例えば5Torr±３％の圧力に制御される。こうして、
生成反応室４内の圧力も安定したプラズマが発生するの
に適した0.1〜10Torrの範囲内に設定される。
具体的には、ウェーハ２の酸化の手順はまず酸素ガス
O2を注入し、反応管１内を所定の流量と所定の圧力に制
御する。しかる後、生成反応室４内でプラズマを発生さ
せ、水素ガスH2を注入し零から一定流量まで10〜30秒程
度の間に徐々に増加して行く。
O2を注入し、反応管１内を所定の流量と所定の圧力に制
御する。しかる後、生成反応室４内でプラズマを発生さ
せ、水素ガスH2を注入し零から一定流量まで10〜30秒程
度の間に徐々に増加して行く。
こうして、低圧下の反応管１内で、ボード３に載置し
た多数枚のウェーハ２が水蒸気酸化されることになる。
ウェーハ２の水蒸気酸化は低圧下で行われるので、H2と
O2の反応による爆発のおそれはなく安全であり、かつこ
のような低圧下で、しかも一定圧に制御する構成によ
り、ウェーハ２内，ウェーハ間の酸化膜の均一性が向上
することになる。
た多数枚のウェーハ２が水蒸気酸化されることになる。
ウェーハ２の水蒸気酸化は低圧下で行われるので、H2と
O2の反応による爆発のおそれはなく安全であり、かつこ
のような低圧下で、しかも一定圧に制御する構成によ
り、ウェーハ２内，ウェーハ間の酸化膜の均一性が向上
することになる。
また、水素ガスをH2を注入し零から一定流量まで10〜
30秒程度の間に徐々に増加させていくことにより、安全
でかつ薄い酸化膜生成に対して制御性が極めて良くな
る。
30秒程度の間に徐々に増加させていくことにより、安全
でかつ薄い酸化膜生成に対して制御性が極めて良くな
る。
［発明の効果］ 上述のように本発明のうち請求項１記載の発明によれ
ば、水素ガスH2と酸素ガスO2を反応させて水蒸気を外部
で生成し、所要温度下の電気炉中の反応管内に該水蒸気
を導入し、反応管内のウェーハを酸化させる装置におい
て、反応管内を低圧下に維持すると共に反応管外部に水
素ガスH2と酸素ガスO2の反応をプラズマ化して促進させ
る生成反応室を設けてなるので、水素ガスH2と酸素ガス
O2の反応は生成反応室内でプラズマ化されて促進され、
H2O＋O2による水蒸気が生成されて低圧下の反応管に注
入され、この反応管内のウェーハが水蒸気酸化されるこ
とになる。ウェーハの水蒸気酸化は低圧下で行われるの
で、H2とO2の反応による爆発のおそれがなく安全であ
り、且つ水蒸気が均一に流入するため、酸化膜の均一性
が向上することになる。
ば、水素ガスH2と酸素ガスO2を反応させて水蒸気を外部
で生成し、所要温度下の電気炉中の反応管内に該水蒸気
を導入し、反応管内のウェーハを酸化させる装置におい
て、反応管内を低圧下に維持すると共に反応管外部に水
素ガスH2と酸素ガスO2の反応をプラズマ化して促進させ
る生成反応室を設けてなるので、水素ガスH2と酸素ガス
O2の反応は生成反応室内でプラズマ化されて促進され、
H2O＋O2による水蒸気が生成されて低圧下の反応管に注
入され、この反応管内のウェーハが水蒸気酸化されるこ
とになる。ウェーハの水蒸気酸化は低圧下で行われるの
で、H2とO2の反応による爆発のおそれがなく安全であ
り、且つ水蒸気が均一に流入するため、酸化膜の均一性
が向上することになる。
また、生成反応室外のワークコイルまたは半分割円筒
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を,0.1〜10Torrの範囲
内に設定することにより、安定したプラズマを発生させ
ることができ、安全で、かつ酸化の均一性を向上させる
ことができる。
電極を設け、これにプラズマ発生用の高周波電源を接続
せしめ、当該生成反応室内の圧力を,0.1〜10Torrの範囲
内に設定することにより、安定したプラズマを発生させ
ることができ、安全で、かつ酸化の均一性を向上させる
ことができる。
また、圧力制御弁により反応管が一定圧に制御するこ
とにより、ウェーハの酸化の均一性がより向上すること
になる。
とにより、ウェーハの酸化の均一性がより向上すること
になる。
第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す簡略断面
図、第２図は従来装置の一例の構成を示す簡略断面図で
ある。 １……（石英）反応管、２……ウェーハ、４……生成反
応室、５……ワークコイル、６…高周波電源、15……圧
力制御弁。
図、第２図は従来装置の一例の構成を示す簡略断面図で
ある。 １……（石英）反応管、２……ウェーハ、４……生成反
応室、５……ワークコイル、６…高周波電源、15……圧
力制御弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 8/10 - 8/18 C23C 8/36 - 8/38 H01L 21/316
Claims (3)
- 【請求項１】水素ガスH2と酸素ガスO2を反応させて水蒸
気を外部で生成し、所要温度下の電気炉中の反応管
（１）内に該水蒸気を導入し、反応管（１）内のウェー
ハ（２）を酸化させる装置において、反応管（１）内を
低圧下に維持すると共に反応管（１）外部に水素ガスH2
と酸素ガスO2の反応をプラズマ化して促進させる生成反
応室（４）を設けてなる低圧酸化装置。 - 【請求項２】生成反応室（４）外にワークコイル（５）
または半分割円筒電極を設け、これにプラズマ発生用の
高周波電源（６）を接続せしめ、当該生成反応室（４）
内の圧力を，安定したプラズマが発生する0.1〜10Torr
の範囲内に設定してなる請求項１記載の低圧酸化装置。 - 【請求項３】前記反応管（１）は、圧力制御弁（15）に
より一定圧に制御される請求項１または２記載の低圧酸
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28110689A JP2902012B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 低圧酸化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28110689A JP2902012B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 低圧酸化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140453A JPH03140453A (ja) | 1991-06-14 |
| JP2902012B2 true JP2902012B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17634435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28110689A Expired - Lifetime JP2902012B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 低圧酸化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902012B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777300A (en) * | 1993-11-19 | 1998-07-07 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Processing furnace for oxidizing objects |
| JP3578155B2 (ja) | 2002-07-05 | 2004-10-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化方法 |
| WO2004095559A1 (ja) | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Tokyo Electron Limited | シリコン酸化膜の除去方法及び処理装置 |
| JP4345410B2 (ja) | 2003-08-29 | 2009-10-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 酸化方法 |
| TW200525636A (en) | 2003-11-20 | 2005-08-01 | Tokyo Electron Ltd | Oxidation method and oxidation system for workpieces |
| JP4238812B2 (ja) | 2003-11-20 | 2009-03-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化装置 |
| US6869892B1 (en) | 2004-01-30 | 2005-03-22 | Tokyo Electron Limited | Method of oxidizing work pieces and oxidation system |
| JP4586544B2 (ja) | 2004-02-17 | 2010-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化方法、酸化装置及び記憶媒体 |
| JP4609098B2 (ja) | 2004-03-24 | 2011-01-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化方法、酸化装置及び記憶媒体 |
| JP4672007B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2011-04-20 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP4983159B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2012-07-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化方法、酸化装置及び記憶媒体 |
| JP4899744B2 (ja) | 2006-09-22 | 2012-03-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化装置 |
| JP5211464B2 (ja) | 2006-10-20 | 2013-06-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の酸化装置 |
| US7605095B2 (en) | 2007-02-14 | 2009-10-20 | Tokyo Electron Limited | Heat processing method and apparatus for semiconductor process |
| JP5601806B2 (ja) * | 2009-08-25 | 2014-10-08 | 日新製鋼株式会社 | 塗膜密着性に優れたステンレス鋼板の製造方法 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP28110689A patent/JP2902012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140453A (ja) | 1991-06-14 |
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