JPH01292830A - 薄膜形成装置の加熱方法 - Google Patents
薄膜形成装置の加熱方法Info
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- JPH01292830A JPH01292830A JP12365188A JP12365188A JPH01292830A JP H01292830 A JPH01292830 A JP H01292830A JP 12365188 A JP12365188 A JP 12365188A JP 12365188 A JP12365188 A JP 12365188A JP H01292830 A JPH01292830 A JP H01292830A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜形成方法に関し、特に半導体基板表面に、
気相化学反応あるいは熱分解反応を用いて薄膜を形成す
る際に、この半導体基板を加熱する方法に関するしので
ある。
気相化学反応あるいは熱分解反応を用いて薄膜を形成す
る際に、この半導体基板を加熱する方法に関するしので
ある。
気相化学反応あるいは熱分解反応を用いた薄膜形成では
、薄膜形成装置内にて半導体基板を所望の温度に昇温し
て薄膜の形成を行う、従来、この種の薄膜形成装置を使
ってシリコン酸化膜を形成する場合の半導体基板の昇温
方法を、例えば第3図に示した減圧気相成長袋′J1.
(以下LPCVD装置と略す)を使って示す、シリコン
酸化膜を形成する半導体基板4を石英ボート2に装着し
た後、この石英ボート2をあらかじめ例えばヒータ9に
て450℃に加熱された石英管l内に入れる4石英管1
内を真空引きした後、不活性ガスを一定圧力下で流し、
石英ボート2及び半導体基板4を石英管1内に放置して
昇温する。所望の時間昇温した後、不活性ガスを停止し
てシラン(Sil−1,)ガス6及び酸素(02)ガス
7を導入して半導体基板4の表面に気相化学反応により
シリコン酸化膜を形成する。
、薄膜形成装置内にて半導体基板を所望の温度に昇温し
て薄膜の形成を行う、従来、この種の薄膜形成装置を使
ってシリコン酸化膜を形成する場合の半導体基板の昇温
方法を、例えば第3図に示した減圧気相成長袋′J1.
(以下LPCVD装置と略す)を使って示す、シリコン
酸化膜を形成する半導体基板4を石英ボート2に装着し
た後、この石英ボート2をあらかじめ例えばヒータ9に
て450℃に加熱された石英管l内に入れる4石英管1
内を真空引きした後、不活性ガスを一定圧力下で流し、
石英ボート2及び半導体基板4を石英管1内に放置して
昇温する。所望の時間昇温した後、不活性ガスを停止し
てシラン(Sil−1,)ガス6及び酸素(02)ガス
7を導入して半導体基板4の表面に気相化学反応により
シリコン酸化膜を形成する。
この場合、石英ボート2及び半導体基板4は電気炉ヒー
タ9にて加熱された石英管1の輻射熱により加熱される
。
タ9にて加熱された石英管1の輻射熱により加熱される
。
上述した従来のLPCVD装置等の薄膜形成装置の昇温
方式は輻射熱による加熱と第3図の石英ボート2と石英
管1との接触による熱伝導による加熱が主な加熱機構で
あり、昇温時に導入された不活性ガスは反応管1内では
容易に加熱されず、むしろ石英ボート2及び半導体基板
4からの熱を奪い、これを冷却する作用として肋<。
方式は輻射熱による加熱と第3図の石英ボート2と石英
管1との接触による熱伝導による加熱が主な加熱機構で
あり、昇温時に導入された不活性ガスは反応管1内では
容易に加熱されず、むしろ石英ボート2及び半導体基板
4からの熱を奪い、これを冷却する作用として肋<。
また、石英ボート2を石英管1内に入れた時に石英ボー
ト2の温度が低いこと、及び石英ボート2の熱容量によ
り第4図に示すように炉温かスタート時18から一時的
に下がり回復するまでに1時間程かかる場合がある。
ト2の温度が低いこと、及び石英ボート2の熱容量によ
り第4図に示すように炉温かスタート時18から一時的
に下がり回復するまでに1時間程かかる場合がある。
このことから、例えば400℃〜450℃でシリコン酸
化膜の成長を行う場合、一般的には成長開始時19まで
に30分程度の昇温時間を設けるが、この時間では炉温
か所定の温度に回復しないばかりか、石英ボート2の温
度はこれよりも低く、また半導体基板4の表面は更に低
温度になり、ガリウム砒素基板等の熱伝導の遅い基板で
はシリコン酸化膜成長時の表面白濁等の発生が見られる
。これを避けるためには相当長時間すなわち、第4図の
場合には炉温回復の時間と石英ボート2及び半導体基板
4を加熱するために1.3〜1.5時間の昇温時間を必
要とする。こうした長時間の昇温は作業性を悪くするば
かりか、化合物半導体基板においては、特に減圧下にお
いて表面の状態を変化させることが多く、好ましくない
ものである。
化膜の成長を行う場合、一般的には成長開始時19まで
に30分程度の昇温時間を設けるが、この時間では炉温
か所定の温度に回復しないばかりか、石英ボート2の温
度はこれよりも低く、また半導体基板4の表面は更に低
温度になり、ガリウム砒素基板等の熱伝導の遅い基板で
はシリコン酸化膜成長時の表面白濁等の発生が見られる
。これを避けるためには相当長時間すなわち、第4図の
場合には炉温回復の時間と石英ボート2及び半導体基板
4を加熱するために1.3〜1.5時間の昇温時間を必
要とする。こうした長時間の昇温は作業性を悪くするば
かりか、化合物半導体基板においては、特に減圧下にお
いて表面の状態を変化させることが多く、好ましくない
ものである。
本発明の目的は前記課題を解決した薄膜形成装置の加熱
方法を提供することにある。
方法を提供することにある。
上述した従来の昇温加熱方式に対して、本発明は例えば
第3図に示した石英ボート及び半導体基板を輻射熱によ
り加熱するとともに、直接加熱することにより、半導体
基板を急速に昇温させるという相違点を有する。
第3図に示した石英ボート及び半導体基板を輻射熱によ
り加熱するとともに、直接加熱することにより、半導体
基板を急速に昇温させるという相違点を有する。
上記目的を達成するため、本発明に係る薄膜形成装置の
加熱方法においては、気相化学反応法もしくは熱分解法
により半導体基板表面に薄膜を形成するに際して、該半
導体基板を取り囲む雰囲気を輻射熱により加熱するとと
もに、該半導体基板に吹き付けるガスを薄膜形成温度と
同じ温度に昇温して導入し、前記雰囲気及びガスが保有
する熱により半導体基板を加熱するものである。
加熱方法においては、気相化学反応法もしくは熱分解法
により半導体基板表面に薄膜を形成するに際して、該半
導体基板を取り囲む雰囲気を輻射熱により加熱するとと
もに、該半導体基板に吹き付けるガスを薄膜形成温度と
同じ温度に昇温して導入し、前記雰囲気及びガスが保有
する熱により半導体基板を加熱するものである。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
(実施例1)
第1図は本発明を減圧気相成長装置(LPGVD装置)
に適用した実施例を示すものである。
に適用した実施例を示すものである。
薗において、石英管1の外周にはヒータ9を装備してあ
り、その内周には、窒素ガス5を石英ボート2及び半導
体基板4に均一に吹き付けるノズル3を添設しである。
り、その内周には、窒素ガス5を石英ボート2及び半導
体基板4に均一に吹き付けるノズル3を添設しである。
本発明によれば、シリコン酸化膜を形成する半導体基板
4を石英ボート2に装着した後、この石英ボート2をあ
らかじめ400℃に加熱された石英管1内に入れる0石
英管1内を真空引きした後、加熱装置を通して410〜
420℃に加熱された窒素ガス5を0.3torrの圧
力で流し、20分間昇温を行う、加熱された窒素ガス5
はノズル3内を通ることにより石英管1内の温度すなわ
ち薄膜形成温度と同一温度に昇温されて、石英ボート2
に吹き付けられる。20分加熱後、窒素ガス5を停止し
て、シラン(Si11.)ガス6及び酸素(02)ガス
7を導入して半導体基板4の表面にシリコン酸化膜を成
長する。8は排気ガスを示す、この実施例では昇温中に
加熱窒素を流すことが特徴である。
4を石英ボート2に装着した後、この石英ボート2をあ
らかじめ400℃に加熱された石英管1内に入れる0石
英管1内を真空引きした後、加熱装置を通して410〜
420℃に加熱された窒素ガス5を0.3torrの圧
力で流し、20分間昇温を行う、加熱された窒素ガス5
はノズル3内を通ることにより石英管1内の温度すなわ
ち薄膜形成温度と同一温度に昇温されて、石英ボート2
に吹き付けられる。20分加熱後、窒素ガス5を停止し
て、シラン(Si11.)ガス6及び酸素(02)ガス
7を導入して半導体基板4の表面にシリコン酸化膜を成
長する。8は排気ガスを示す、この実施例では昇温中に
加熱窒素を流すことが特徴である。
また成長時には酸素系配管(7)から加熱窒素を導入す
ることにより、反応中でも半導体基板4の表面温度の低
下を防止する。
ることにより、反応中でも半導体基板4の表面温度の低
下を防止する。
(実施例2)
第2図は本発明を予備加熱室を持ったプラズマ方式の気
相化学反応装置に応用した実施例を示ずものである。
相化学反応装置に応用した実施例を示ずものである。
本実施例においては、まず、半導体基板4をトレー10
上に載せて予備加熱室11に搬送する。予備加熱室11
内でトレー10を停止させた後、予備加熱室11を真空
排気する。ハロゲンランプ12を点灯すると同時に30
0℃に加熱されたアルゴンガス13をトレー10と半導
体基板4上に数10「「の真空状態で吹き付ける。20
分1m 、1111熱後、再び予備加熱室11を真空引
きした後、ゲートバルブ14を開いて反応室15にトレ
ー10を搬送する。トレー10は反応室15内の下部の
電極板17上で引き続きハロゲンランプ12で300℃
に加熱され、その状態で反応ガス16を流すことにより
半導体基板4上に薄膜を形成する。
上に載せて予備加熱室11に搬送する。予備加熱室11
内でトレー10を停止させた後、予備加熱室11を真空
排気する。ハロゲンランプ12を点灯すると同時に30
0℃に加熱されたアルゴンガス13をトレー10と半導
体基板4上に数10「「の真空状態で吹き付ける。20
分1m 、1111熱後、再び予備加熱室11を真空引
きした後、ゲートバルブ14を開いて反応室15にトレ
ー10を搬送する。トレー10は反応室15内の下部の
電極板17上で引き続きハロゲンランプ12で300℃
に加熱され、その状態で反応ガス16を流すことにより
半導体基板4上に薄膜を形成する。
以上説明したように本発明は石英ボート及び半導体基板
あるいはトレー及び半導体基板に成長温度と同温度に加
熱されたガスを吹き付けることにより、半導体基板の昇
温速度を短くすることができると同時に半導体基板のガ
ス冷却を防止して半導体基板面内の温度分布を均一化す
ることができる。これにより、例えばシリコン酸化膜の
白濁等を無くすことにより、白濁した膜での半導体装置
の表面安定性に伴う不良、エツチング速度の再現性不良
等を軽減する効果がある。
あるいはトレー及び半導体基板に成長温度と同温度に加
熱されたガスを吹き付けることにより、半導体基板の昇
温速度を短くすることができると同時に半導体基板のガ
ス冷却を防止して半導体基板面内の温度分布を均一化す
ることができる。これにより、例えばシリコン酸化膜の
白濁等を無くすことにより、白濁した膜での半導体装置
の表面安定性に伴う不良、エツチング速度の再現性不良
等を軽減する効果がある。
第1図は本発明をLPGVD装置に適用した場合の実施
例を示ず構成図、第2図は本発明をプラズマCVD装置
に適用した場合の実施例を示す構成図、第3図は従来の
LPGVD装置を示ず構成図、第4図はL P G V
D装置の温度回復の様子を示す図である。 1・・・石英管 2・・・石英ボート3・・
・ノズル 4・・・半導体基板5・・・加熱
窒素ガス 6・・・シラン(SiH,)ガス 7・・・酸素(0□)ガス 8・・・排気ガス9・・・
ヒータ 10・・・トレー11・・・予備加
熱室 12・・・ハロゲンランプ13・・・アル
ゴン(Ar)ガス 14・・・ゲートバルブ 15・・・反応室16・
・・反応カス 17・・・電極板特許出顆入
日本電気株式会社 12:ハロゲンランプ 第4図
例を示ず構成図、第2図は本発明をプラズマCVD装置
に適用した場合の実施例を示す構成図、第3図は従来の
LPGVD装置を示ず構成図、第4図はL P G V
D装置の温度回復の様子を示す図である。 1・・・石英管 2・・・石英ボート3・・
・ノズル 4・・・半導体基板5・・・加熱
窒素ガス 6・・・シラン(SiH,)ガス 7・・・酸素(0□)ガス 8・・・排気ガス9・・・
ヒータ 10・・・トレー11・・・予備加
熱室 12・・・ハロゲンランプ13・・・アル
ゴン(Ar)ガス 14・・・ゲートバルブ 15・・・反応室16・
・・反応カス 17・・・電極板特許出顆入
日本電気株式会社 12:ハロゲンランプ 第4図
Claims (1)
- (1)気相化学反応法もしくは熱分解法により半導体基
板表面に薄膜を形成するに際して、該半導体基板を取り
囲む雰囲気を輻射熱により加熱するとともに、該半導体
基板に吹き付けるガスを薄膜形成温度と同じ温度に昇温
して導入し、前記雰囲気及びガスが保有する熱により半
導体基板を加熱することを特徴とする薄膜形成装置の加
熱方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12365188A JPH01292830A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 薄膜形成装置の加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12365188A JPH01292830A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 薄膜形成装置の加熱方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01292830A true JPH01292830A (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=14865885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12365188A Pending JPH01292830A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 薄膜形成装置の加熱方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01292830A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1069597A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12365188A patent/JPH01292830A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1069597A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
US6287984B1 (en) | 1999-07-05 | 2001-09-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
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