JPH0355843A - 半導体基板酸化装置 - Google Patents
半導体基板酸化装置Info
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- JPH0355843A JPH0355843A JP19173889A JP19173889A JPH0355843A JP H0355843 A JPH0355843 A JP H0355843A JP 19173889 A JP19173889 A JP 19173889A JP 19173889 A JP19173889 A JP 19173889A JP H0355843 A JPH0355843 A JP H0355843A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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〕
本発明は半導体基板酸化装置に関し、特に、酸化膜厚制
御性に優れた半導体基板酸化装置に関する。
御性に優れた半導体基板酸化装置に関する。
半導体集積回路装置において、酸化シリコン膜は絶縁薄
膜として多用されている。例えばモス型半導体集積回路
装置においては、素子間分離絶縁膜,ゲート絶縁膜,容
量絶縁膜,ポリシリコン電極間絶縁膜の形成工程におい
てシリコンを熱酸化して形或される酸化シリコン膜が用
いられる。熱酸化を行なう雰囲気として酸素雰囲気或い
は水蒸気雰囲気が使用される。これらのうち、水蒸気雰
囲気での熱酸化は、酸化膜戒長速度が酸素雰囲気より数
倍以上大きいという理由等によって、しばしば用いられ
る。
膜として多用されている。例えばモス型半導体集積回路
装置においては、素子間分離絶縁膜,ゲート絶縁膜,容
量絶縁膜,ポリシリコン電極間絶縁膜の形成工程におい
てシリコンを熱酸化して形或される酸化シリコン膜が用
いられる。熱酸化を行なう雰囲気として酸素雰囲気或い
は水蒸気雰囲気が使用される。これらのうち、水蒸気雰
囲気での熱酸化は、酸化膜戒長速度が酸素雰囲気より数
倍以上大きいという理由等によって、しばしば用いられ
る。
水蒸気雰囲気で半導体基板の熱酸化を行なう装置の従来
例を図面を用いて説明する。第6図は従来技術の半導体
基板酸化装置の縦方向断面図である。半導体基板601
は半導体基板支持ポート602に固定され炉芯管603
内に置かれ、後部ヒーター604,中央部ヒーター60
5,前部ヒーター806により加熱される。半導体基板
を酸化する酸化種として用いられる水蒸気は酸素雰囲気
中で水素を燃焼させて発生させる。酸素および水素はそ
れぞれマス・フローコン}a−ラー607によって流量
を制御され炉芯管603内に導入される。
例を図面を用いて説明する。第6図は従来技術の半導体
基板酸化装置の縦方向断面図である。半導体基板601
は半導体基板支持ポート602に固定され炉芯管603
内に置かれ、後部ヒーター604,中央部ヒーター60
5,前部ヒーター806により加熱される。半導体基板
を酸化する酸化種として用いられる水蒸気は酸素雰囲気
中で水素を燃焼させて発生させる。酸素および水素はそ
れぞれマス・フローコン}a−ラー607によって流量
を制御され炉芯管603内に導入される。
しかしながら、上述した従来の半導体基板酸化装置は、
炉芯管内で水素を燃焼させて水蒸気を得るという構造に
なっている為、半導体基板の酸化中において、水素の燃
焼部分近傍で燃焼熱による温度の上昇を引き起こす。
炉芯管内で水素を燃焼させて水蒸気を得るという構造に
なっている為、半導体基板の酸化中において、水素の燃
焼部分近傍で燃焼熱による温度の上昇を引き起こす。
第7図は、従来装置の炉芯管内部の温度分布の例を示し
たものである。水素と酸素を流して燃焼させる前には9
00℃で均一であった炉内の温度分布が、燃焼中におい
て、燃焼部に近い炉内後部において温度が上昇し始める
。第7図は燃焼後30分後の温度分布であるが、20℃
上昇している。
たものである。水素と酸素を流して燃焼させる前には9
00℃で均一であった炉内の温度分布が、燃焼中におい
て、燃焼部に近い炉内後部において温度が上昇し始める
。第7図は燃焼後30分後の温度分布であるが、20℃
上昇している。
この為、例えば2000人のシリコン酸化膜を従来技術
の装置を用いて形成する場合、炉内の中央部または前部
に置かれた半導体基板には2000大のシリコン酸化膜
が形成されるが、炉内後部に置かれた半導体基板には2
300人のシリコン酸化膜が形或される。このようなシ
リコン酸化膜の膜屡の相違は、次工程以降の半導体集積
回路装置の特性の制御を困難にし、歩留りの低下をもた
らすという欠点があった。
の装置を用いて形成する場合、炉内の中央部または前部
に置かれた半導体基板には2000大のシリコン酸化膜
が形成されるが、炉内後部に置かれた半導体基板には2
300人のシリコン酸化膜が形或される。このようなシ
リコン酸化膜の膜屡の相違は、次工程以降の半導体集積
回路装置の特性の制御を困難にし、歩留りの低下をもた
らすという欠点があった。
本発明の半導体基板酸化装置は、純水流量を制御する流
量制御器と、この純水を気化させ、半導体基板に導入さ
せる構造体とを有している。
量制御器と、この純水を気化させ、半導体基板に導入さ
せる構造体とを有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第lの実施例の縦断面図である。半導
体基板101は半導体基板支持ポート102に固定され
て炉芯管103内部に設置される。半導体基板101は
後部ヒーター104,中央部ヒーター105,前部ヒー
ター106によって加熱され、温度制御される。107
は純水を液体状態のまま流量制御を行なうマス・フロー
・コントローラである。継手109を通して炉芯管10
3内に純水が導入され、気化部110において純水は、
後部ヒーター104からのふく射熱によって気化され水
蒸気となる。この水蒸気はマス・フロー・コントローラ
10gで制御された酸素をキャリアガスとして半導体基
板101に導入され、半導体基板101を酸化する。
体基板101は半導体基板支持ポート102に固定され
て炉芯管103内部に設置される。半導体基板101は
後部ヒーター104,中央部ヒーター105,前部ヒー
ター106によって加熱され、温度制御される。107
は純水を液体状態のまま流量制御を行なうマス・フロー
・コントローラである。継手109を通して炉芯管10
3内に純水が導入され、気化部110において純水は、
後部ヒーター104からのふく射熱によって気化され水
蒸気となる。この水蒸気はマス・フロー・コントローラ
10gで制御された酸素をキャリアガスとして半導体基
板101に導入され、半導体基板101を酸化する。
本実施例における炉内の温度分布の例を第2図に示す。
第2図は酸素のみ10sAm流し、炉内を900℃に保
った時の温度分布と酸素10sβm、純水10secm
流し始め30分経過後の温度分布を示している。純水導
入による温度変化がほとんど認められない。これは純水
の気化に要する熱エネルギーが炉芯管後部のヒーター1
04によって供給される為である。従来技術においては
水素の燃焼による生或熱が炉の後部を加熱する為、後部
ヒーターの電流を零にしても、第7図に示したように炉
内の後部の温度は上昇する. 以上説明したように、本実施例を用いれば、水蒸気雰囲
気で半導体基板の酸化を行なっても、炉内の温度分布に
変化を生じることが無く、半導体基板に形成されるシリ
コン酸化膜の膜厚は、炉芯管内に置かれた半導体基板の
全てにわたり均一な値にすることが可能となる。その結
果、半導体集積回路装置の特性のばらつきが抑えられ、
製造歩留りが増加するという大きな効果を有する。
った時の温度分布と酸素10sβm、純水10secm
流し始め30分経過後の温度分布を示している。純水導
入による温度変化がほとんど認められない。これは純水
の気化に要する熱エネルギーが炉芯管後部のヒーター1
04によって供給される為である。従来技術においては
水素の燃焼による生或熱が炉の後部を加熱する為、後部
ヒーターの電流を零にしても、第7図に示したように炉
内の後部の温度は上昇する. 以上説明したように、本実施例を用いれば、水蒸気雰囲
気で半導体基板の酸化を行なっても、炉内の温度分布に
変化を生じることが無く、半導体基板に形成されるシリ
コン酸化膜の膜厚は、炉芯管内に置かれた半導体基板の
全てにわたり均一な値にすることが可能となる。その結
果、半導体集積回路装置の特性のばらつきが抑えられ、
製造歩留りが増加するという大きな効果を有する。
更に、本発明を用いれば、従来技術では不可能であった
800℃以下の低温での水蒸気雰囲気中の酸化を可能に
するという利点があり、広い範囲にわたるシリコン酸化
膜厚の制御が可能になる。
800℃以下の低温での水蒸気雰囲気中の酸化を可能に
するという利点があり、広い範囲にわたるシリコン酸化
膜厚の制御が可能になる。
第3図は本発明の第2の実施例の縦断面図である。30
1は半導体基板、302は半導体基板支持ポート、30
3は炉芯管、304は上部ヒーター 305は中央部ヒ
ーター 306は下部ヒーターである.純水はマス●フ
ロー・コントローラ307で流量制御された後、継手3
09を通して炉芯管303内に導入される。上部ヒータ
ー304で加熱され水蒸気となった純水は、マス・フロ
ー・コントローラ308で流量制御された酸素ガスをキ
ャリアガスとして半導体基板301に導入される。
1は半導体基板、302は半導体基板支持ポート、30
3は炉芯管、304は上部ヒーター 305は中央部ヒ
ーター 306は下部ヒーターである.純水はマス●フ
ロー・コントローラ307で流量制御された後、継手3
09を通して炉芯管303内に導入される。上部ヒータ
ー304で加熱され水蒸気となった純水は、マス・フロ
ー・コントローラ308で流量制御された酸素ガスをキ
ャリアガスとして半導体基板301に導入される。
本実施例は縦型酸化装置に本発明を適用した例であるが
、第1の実施例で詳細に説明した横型酸化装置の場合と
全く同様の効果が認められ酸化中に炉内の温度分布が変
化することが無く、膜厚均−性と、膜厚制御性とに優れ
た、シリコン酸化膜の形成が可能となる。
、第1の実施例で詳細に説明した横型酸化装置の場合と
全く同様の効果が認められ酸化中に炉内の温度分布が変
化することが無く、膜厚均−性と、膜厚制御性とに優れ
た、シリコン酸化膜の形成が可能となる。
第4図は本発明をランプアニール型酸化装置に適用した
本発明の第3の実施例の縦断面図である。
本発明の第3の実施例の縦断面図である。
401は半導体基板、402は半導体基板支持体、40
3は炉芯管、404は加熱光源、405は反射板である
。純水はマス・フロー・コントローラ406を通して炉
芯管403内に導入され、気化部407にて水蒸気とな
る。この水蒸気はマス・フロー・コントローラ408に
よって流量制御サれた酸素をキャリア・ガスとして半導
体基板401上に導入される。気化部407は熱吸収効
率を高める為、サンド・ブラスト加工した石英材,或い
は炭化シリコン材を用いる。
3は炉芯管、404は加熱光源、405は反射板である
。純水はマス・フロー・コントローラ406を通して炉
芯管403内に導入され、気化部407にて水蒸気とな
る。この水蒸気はマス・フロー・コントローラ408に
よって流量制御サれた酸素をキャリア・ガスとして半導
体基板401上に導入される。気化部407は熱吸収効
率を高める為、サンド・ブラスト加工した石英材,或い
は炭化シリコン材を用いる。
第5図は、本第3の実施例において使用される温度プロ
グラムの例である。半導体基板401を挿入後、一時温
度を300℃に加熱し、しかる後純水を導入する。炉芯
管内の水蒸気分圧が安定した後1050℃に加熱し、酸
化を行なう。所望の酸化が終了後、温度を300℃に下
げ、純水を停止する。炉芯管内の水蒸気分圧が十分に下
がった後、温度を室温に下げ、半導体基板を取り出す。
グラムの例である。半導体基板401を挿入後、一時温
度を300℃に加熱し、しかる後純水を導入する。炉芯
管内の水蒸気分圧が安定した後1050℃に加熱し、酸
化を行なう。所望の酸化が終了後、温度を300℃に下
げ、純水を停止する。炉芯管内の水蒸気分圧が十分に下
がった後、温度を室温に下げ、半導体基板を取り出す。
従来のランプ・アニール型酸化装置においては水蒸気雰
囲気の酸化を制御性良く行なうことは困難であったが、
本発明を用いることにより容易に実現できる。
囲気の酸化を制御性良く行なうことは困難であったが、
本発明を用いることにより容易に実現できる。
以上説明したように本発明は、水蒸気の発生を流量制御
された純水を気化させることによって行うことにより、
シリコン酸化膜の膜厚の均一性および制御性を向上させ
、その結果、半導体集積回路装置の特性のばらつきを抑
えて、歩留りを向上させるという効果がある。
された純水を気化させることによって行うことにより、
シリコン酸化膜の膜厚の均一性および制御性を向上させ
、その結果、半導体集積回路装置の特性のばらつきを抑
えて、歩留りを向上させるという効果がある。
第1図は本発明を横型半導体基板酸化装置に適用した場
合の第1の実施例の縦断面図、第2図は第1図に示した
酸化装置炉内の温度分布を示す図、第3図は本発明を縦
型酸化装置に適用した場合の第2の実施例の縦断面図、
第4図は本発明をランプ・アニール型半導体基板酸化装
置に適用した場合の第3の実施例の縦断面図、第5図は
第4図に示した酸化装置の温度プログラム図、第6図は
従来の半導体基板酸化装置の縦断面図、第7図は第6図
に示した酸化装置炉内の温度分布図である.401,1
01,301,601・・・・・・半導体基板、102
,302,602・・・・・・半導体基板支持ポート、
402・・・・・・半導体基板支持体、403,103
,303,603・・・・・・炉芯管、104,604
・・・・・・後部ヒーター 304・・・・・・上部ヒ
ータ105,305,605・・・・・・中央部ヒータ
ー106,606・・・・・・前部ヒーター 306・
・・・・・下部ヒーター 406,408,107,1
08,307,308,607,608・・・・・・マ
ス・フロー・コントローラ、109,309,609・
・・・・・継手、407,110・・・・・・気化部、
404・・・・・・加熱光源、405・・・・・・反射
板。
合の第1の実施例の縦断面図、第2図は第1図に示した
酸化装置炉内の温度分布を示す図、第3図は本発明を縦
型酸化装置に適用した場合の第2の実施例の縦断面図、
第4図は本発明をランプ・アニール型半導体基板酸化装
置に適用した場合の第3の実施例の縦断面図、第5図は
第4図に示した酸化装置の温度プログラム図、第6図は
従来の半導体基板酸化装置の縦断面図、第7図は第6図
に示した酸化装置炉内の温度分布図である.401,1
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,302,602・・・・・・半導体基板支持ポート、
402・・・・・・半導体基板支持体、403,103
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404・・・・・・加熱光源、405・・・・・・反射
板。
Claims (1)
- 半導体基板を加熱された水蒸気雰囲気において酸化す
る半導体基板酸化装置において、該水蒸気を発生させる
機構が、純水流量を制御する流量制御器と、該純水を気
化させて前記半導体基板に導入させる構造体とを有して
構成されていることを特徴とする半導体基板酸化装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19173889A JPH0355843A (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 半導体基板酸化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19173889A JPH0355843A (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 半導体基板酸化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0355843A true JPH0355843A (ja) | 1991-03-11 |
Family
ID=16279679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19173889A Pending JPH0355843A (ja) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | 半導体基板酸化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0355843A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004511101A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | N2oを用いた、炭化ケイ素層上への酸化物層の製造方法 |
US6815299B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-11-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method for manufacturing silicon carbide device using water rich anneal |
JP2014209640A (ja) * | 1997-07-11 | 2014-11-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 酸化物形成方法 |
-
1989
- 1989-07-24 JP JP19173889A patent/JPH0355843A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014209640A (ja) * | 1997-07-11 | 2014-11-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 酸化物形成方法 |
US6815299B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-11-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method for manufacturing silicon carbide device using water rich anneal |
JP2004511101A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | N2oを用いた、炭化ケイ素層上への酸化物層の製造方法 |
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