JPH05275419A - 半導体基板の酸化装置及びその方法 - Google Patents
半導体基板の酸化装置及びその方法Info
- Publication number
- JPH05275419A JPH05275419A JP7166992A JP7166992A JPH05275419A JP H05275419 A JPH05275419 A JP H05275419A JP 7166992 A JP7166992 A JP 7166992A JP 7166992 A JP7166992 A JP 7166992A JP H05275419 A JPH05275419 A JP H05275419A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- ultraviolet rays
- reaction tube
- substrate
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 筒状の反応管２と、この反応管２の上流側に
設けられたガス導入部８と、反応管２の図中下方から、
内部に配される半導体基板１を加熱するための加熱装置
４と、上記反応管２の外部にあって、上記ガス導入部８
の位置より下流側かつ半導体基板１の位置より上流側に
設けられた紫外線照射装置５とを有する。 【効果】 酸素ガスのみならず水蒸気ガスをも導入する
ので、５００℃程度の低温でも酸化膜厚を厚く形成する
ことができる。また遠紫外線を基板表面ではなく、基板
の上流側に照射するので、電気的特性にも優れた均質な
酸化膜を形成することが可能である。
設けられたガス導入部８と、反応管２の図中下方から、
内部に配される半導体基板１を加熱するための加熱装置
４と、上記反応管２の外部にあって、上記ガス導入部８
の位置より下流側かつ半導体基板１の位置より上流側に
設けられた紫外線照射装置５とを有する。 【効果】 酸素ガスのみならず水蒸気ガスをも導入する
ので、５００℃程度の低温でも酸化膜厚を厚く形成する
ことができる。また遠紫外線を基板表面ではなく、基板
の上流側に照射するので、電気的特性にも優れた均質な
酸化膜を形成することが可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｓｉ等の半導体基板を
酸化雰囲気中で加熱処理して基板表面に熱酸化膜を形成
する装置及び方法に関する。
酸化雰囲気中で加熱処理して基板表面に熱酸化膜を形成
する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン（Ｓｉ）デバイス等において、
シリコン基板の表面に形成される表面酸化膜は、シリコ
ン基板を保護すると共に、回路間の絶縁性、デバイスの
高安定性等に付与するため、その果たす役割は極めて大
きい。
シリコン基板の表面に形成される表面酸化膜は、シリコ
ン基板を保護すると共に、回路間の絶縁性、デバイスの
高安定性等に付与するため、その果たす役割は極めて大
きい。
【０００３】上記表面酸化膜は、例えば、シリコンデバ
イスにおいては、ＣＶＤ法あるいは熱酸化法等によって
形成される。
イスにおいては、ＣＶＤ法あるいは熱酸化法等によって
形成される。
【０００４】しかしながら上記ＣＶＤ法は気相反応によ
り酸化物を形成してＳｉ基板表面に堆積させる方法であ
るため、酸化物とＳｉ基板との界面の特性に劣るという
欠点がある。
り酸化物を形成してＳｉ基板表面に堆積させる方法であ
るため、酸化物とＳｉ基板との界面の特性に劣るという
欠点がある。
【０００５】一方、熱酸化法はＳｉ基板を熱処理によっ
て直接ＳｉＯ2化するため、界面特性に優れているが、
厚い酸化膜を形成するには高温を必要とするので、Ｓｉ
中のドーパントが拡散してしまうという不都合があっ
た。また半導体基板において加熱・冷却時に熱応力を生
じ、基板の変形不良、特性不良を生じてしまうという問
題があった。
て直接ＳｉＯ2化するため、界面特性に優れているが、
厚い酸化膜を形成するには高温を必要とするので、Ｓｉ
中のドーパントが拡散してしまうという不都合があっ
た。また半導体基板において加熱・冷却時に熱応力を生
じ、基板の変形不良、特性不良を生じてしまうという問
題があった。
【０００６】また、熱酸化法の改良として、加圧しつつ
熱処理を行ったり、加湿状態や飽和水蒸気雰囲気で熱処
理を行う方法もあるが、いずれも熱処理温度を８００℃
程度にできるに留まり、上記のドーパントの拡散や熱応
力を完全に防止できなかった。
熱処理を行ったり、加湿状態や飽和水蒸気雰囲気で熱処
理を行う方法もあるが、いずれも熱処理温度を８００℃
程度にできるに留まり、上記のドーパントの拡散や熱応
力を完全に防止できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような課題を解決
する方法として、特開昭５９−１６８６４２号公報に開
示された半導体基板の酸化装置がある。
する方法として、特開昭５９−１６８６４２号公報に開
示された半導体基板の酸化装置がある。
【０００８】この装置は、図５に示すように、シリコン
単結晶基板等の半導体基板１を酸化雰囲気に保ったチャ
ンバー３の内部に配置し、該基板１を熱ヒーター、赤外
線源等の加熱手段４で加熱しつつ、半導体基板１の表面
に紫外光源５からの１８０ｎｍ〜２５０ｎｍの遠紫外線
を含む紫外線を照射するものである。
単結晶基板等の半導体基板１を酸化雰囲気に保ったチャ
ンバー３の内部に配置し、該基板１を熱ヒーター、赤外
線源等の加熱手段４で加熱しつつ、半導体基板１の表面
に紫外光源５からの１８０ｎｍ〜２５０ｎｍの遠紫外線
を含む紫外線を照射するものである。
【０００９】この装置においては、遠紫外線によりチャ
ンバー内部で酸化作用が激しいオゾンが発生するため、
半導体基板１表面の清浄化が進行し酸化直前の基板表面
の状態は良好なものとなる。従って熱酸化処理における
欠陥発生の防止および表面均一酸化が実現され、基板表
面に良質の熱酸化膜が形成される。さらに従来と同一膜
厚を熱酸化形成するとき加熱温度を低下することができ
るため、半導体基板の加熱冷却による熱応力歪の発生を
防止し、得られる半導体装置の電気的特性を良好に保つ
ことができる。
ンバー内部で酸化作用が激しいオゾンが発生するため、
半導体基板１表面の清浄化が進行し酸化直前の基板表面
の状態は良好なものとなる。従って熱酸化処理における
欠陥発生の防止および表面均一酸化が実現され、基板表
面に良質の熱酸化膜が形成される。さらに従来と同一膜
厚を熱酸化形成するとき加熱温度を低下することができ
るため、半導体基板の加熱冷却による熱応力歪の発生を
防止し、得られる半導体装置の電気的特性を良好に保つ
ことができる。
【００１０】しかしながら前記の装置では、遠紫外線を
含んだ紫外線の照射面に半導体基板１の表面を向ける必
要があるため、一度に多数の半導体基板１を酸化処理で
きないという不満があった。
含んだ紫外線の照射面に半導体基板１の表面を向ける必
要があるため、一度に多数の半導体基板１を酸化処理で
きないという不満があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記課題を解決すべく詳細な検討を試みた結果、酸素ガス
及び水蒸気ガスを導入した雰囲気下で、かつ、遠紫外線
を含んだ紫外線を基板表面ではなく、基板の上流側に照
射することによって、酸素単独では考えられない酸化加
速が可能となって５００℃程度の低温でも充分な膜厚を
有し、かつ電気的特性にも優れた酸化膜を形成すること
が可能になり、また、一度に多数の基板を酸化処理する
ことができるとの新規な知見を得た。
記課題を解決すべく詳細な検討を試みた結果、酸素ガス
及び水蒸気ガスを導入した雰囲気下で、かつ、遠紫外線
を含んだ紫外線を基板表面ではなく、基板の上流側に照
射することによって、酸素単独では考えられない酸化加
速が可能となって５００℃程度の低温でも充分な膜厚を
有し、かつ電気的特性にも優れた酸化膜を形成すること
が可能になり、また、一度に多数の基板を酸化処理する
ことができるとの新規な知見を得た。
【００１２】本発明者らは、この理由について以下のよ
うに推定している。すなわち、酸素ガス及び水蒸気ガス
を導入した雰囲気で遠紫外線を照射すると、酸素ガスか
ら酸化力が強いオゾン及び原子状酸素ラジカルを生じて
酸化が促進されると共に、水蒸気ガスが原子状の水素ラ
ジカル及び水酸基ラジカルとに解離すると考えられさら
に酸化が促進される。
うに推定している。すなわち、酸素ガス及び水蒸気ガス
を導入した雰囲気で遠紫外線を照射すると、酸素ガスか
ら酸化力が強いオゾン及び原子状酸素ラジカルを生じて
酸化が促進されると共に、水蒸気ガスが原子状の水素ラ
ジカル及び水酸基ラジカルとに解離すると考えられさら
に酸化が促進される。
【００１３】また、遠紫外線を基板表面に直接照射した
場合は、定かではないが、照射途中で水蒸気ガスによっ
て遠紫外線が吸収され基板表面まで到達しにくくなって
照射むらのようなものを生じ、オゾンや解離物の分布が
不均一となって酸化膜が不均一に形成されると考えられ
るのに対して、基板の上流側に遠紫外線を照射した場合
は原料ガスとオゾン、解離物とが混ざり合い均一化され
て基板に到達するため、基板表面においては均一な膜が
形成できるものと考えられる。
場合は、定かではないが、照射途中で水蒸気ガスによっ
て遠紫外線が吸収され基板表面まで到達しにくくなって
照射むらのようなものを生じ、オゾンや解離物の分布が
不均一となって酸化膜が不均一に形成されると考えられ
るのに対して、基板の上流側に遠紫外線を照射した場合
は原料ガスとオゾン、解離物とが混ざり合い均一化され
て基板に到達するため、基板表面においては均一な膜が
形成できるものと考えられる。
【００１４】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、すなわち、請求項１記載の半導体基板の酸化
装置では、半導体基板が配されると共に、上流側から下
流側に向かって酸素ガス及び水蒸気ガスが導入される反
応管と、この反応管の上流側に設けられた酸素ガス導入
部及び水蒸気ガス導入部と、上記半導体基板を加熱する
ための加熱装置と、上記反応管の外部又は内部にあっ
て、上記酸素ガス導入部及び水蒸気ガス導入部の位置よ
り下流側かつ半導体基板の位置より上流側に設けられた
紫外線照射装置とを設けることを特徴としている。
のであり、すなわち、請求項１記載の半導体基板の酸化
装置では、半導体基板が配されると共に、上流側から下
流側に向かって酸素ガス及び水蒸気ガスが導入される反
応管と、この反応管の上流側に設けられた酸素ガス導入
部及び水蒸気ガス導入部と、上記半導体基板を加熱する
ための加熱装置と、上記反応管の外部又は内部にあっ
て、上記酸素ガス導入部及び水蒸気ガス導入部の位置よ
り下流側かつ半導体基板の位置より上流側に設けられた
紫外線照射装置とを設けることを特徴としている。
【００１５】請求項２記載の半導体基板の酸化方法で
は、加熱装置により半導体基板を加熱しつつ、酸素ガス
導入部及び水蒸気ガス導入部からそれぞれ酸素ガス及び
水蒸気ガスを反応管内に導入すると共に、紫外線照射装
置によって反応管内の上記酸素ガス導入部及び水蒸気ガ
ス導入部の下流側かつ半導体基板の上流側に遠紫外線を
含んだ紫外線を照射することによって半導体基板上に酸
化膜を形成することを特徴としている。
は、加熱装置により半導体基板を加熱しつつ、酸素ガス
導入部及び水蒸気ガス導入部からそれぞれ酸素ガス及び
水蒸気ガスを反応管内に導入すると共に、紫外線照射装
置によって反応管内の上記酸素ガス導入部及び水蒸気ガ
ス導入部の下流側かつ半導体基板の上流側に遠紫外線を
含んだ紫外線を照射することによって半導体基板上に酸
化膜を形成することを特徴としている。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の半導体基板の
酸化装置及びその方法について詳しく説明する。なお、
従来の装置と同一構成部分には同一符号を付して説明を
簡略化する。
酸化装置及びその方法について詳しく説明する。なお、
従来の装置と同一構成部分には同一符号を付して説明を
簡略化する。
【００１７】（実施例１）図１（ａ），（ｂ）は本発明
の半導体基板の酸化装置の一実施例を示す概略図であ
る。
の半導体基板の酸化装置の一実施例を示す概略図であ
る。
【００１８】この酸化装置においては、筒状の反応管２
と、この反応管２の上流側に設けられたガス導入部８
と、反応管２の図中下方から、内部に配される半導体基
板１を加熱するためのニクロム線からなる加熱装置４
と、上記反応管２の外部にあって、上記ガス導入部８の
位置より下流側かつ半導体基板１の位置より上流側に設
けられた紫外線照射装置５とから概略構成されている。
と、この反応管２の上流側に設けられたガス導入部８
と、反応管２の図中下方から、内部に配される半導体基
板１を加熱するためのニクロム線からなる加熱装置４
と、上記反応管２の外部にあって、上記ガス導入部８の
位置より下流側かつ半導体基板１の位置より上流側に設
けられた紫外線照射装置５とから概略構成されている。
【００１９】上記反応管２の上流側に設けられたガス導
入部８では、反応管２に連結された導入管９の他端が蒸
留水が貯蔵される貯留槽７（水蒸気ガス導入部）に接続
されている。この貯留槽７には、図示しない加熱装置に
よって約１００℃に加熱された蒸留水が貯蔵されるよう
になっている。またこの貯留槽７内に、酸素ガス導入管
６（酸素ガス導入部）の先端が挿入されている。
入部８では、反応管２に連結された導入管９の他端が蒸
留水が貯蔵される貯留槽７（水蒸気ガス導入部）に接続
されている。この貯留槽７には、図示しない加熱装置に
よって約１００℃に加熱された蒸留水が貯蔵されるよう
になっている。またこの貯留槽７内に、酸素ガス導入管
６（酸素ガス導入部）の先端が挿入されている。
【００２０】さらに上記酸素ガス導入管６は図示しない
酸素ガス源に接続されている。また上記導入管９の途中
には、窒素ガス源（図示せず）に接続された窒素ガス導
入管１０が接続され、その接続部に設けられた弁１１に
よって、窒素ガス導入管１０を通って導入される窒素ガ
スまたは酸素ガス導入管６，貯留槽７を通って導入され
る水蒸気ガスを含んだ酸素ガスを選択的に反応管２内へ
導入できるようになっている。また、上記導入管９の下
方にはヒーター１２が設けられ、反応管２へ送り込まれ
る水蒸気ガスが凝縮して導入管９内に水滴が生じないよ
うに絶えず加熱できるようになっている。
酸素ガス源に接続されている。また上記導入管９の途中
には、窒素ガス源（図示せず）に接続された窒素ガス導
入管１０が接続され、その接続部に設けられた弁１１に
よって、窒素ガス導入管１０を通って導入される窒素ガ
スまたは酸素ガス導入管６，貯留槽７を通って導入され
る水蒸気ガスを含んだ酸素ガスを選択的に反応管２内へ
導入できるようになっている。また、上記導入管９の下
方にはヒーター１２が設けられ、反応管２へ送り込まれ
る水蒸気ガスが凝縮して導入管９内に水滴が生じないよ
うに絶えず加熱できるようになっている。
【００２１】さらに、上記紫外線照射装置５としては、
低圧水銀ランプが用いられ、波長が１８４．９ｎｍ及び
２５３．７ｎｍの遠紫外線を含んだ紫外線が照射され
る。
低圧水銀ランプが用いられ、波長が１８４．９ｎｍ及び
２５３．７ｎｍの遠紫外線を含んだ紫外線が照射され
る。
【００２２】このため、上記反応管２は、波長が１８
４．９ｎｍの遠紫外線を透過することができるように、
合成石英で形成されている。
４．９ｎｍの遠紫外線を透過することができるように、
合成石英で形成されている。
【００２３】なおこの実施例では、図１（ｂ）に示すよ
うに反応管２から所定距離だけ離れた位置に上記紫外線
照射装置５が設けられ、反応管２の中央位置における遠
紫外線の照度は３．８ｍＷ／ｃｍ2となっている。
うに反応管２から所定距離だけ離れた位置に上記紫外線
照射装置５が設けられ、反応管２の中央位置における遠
紫外線の照度は３．８ｍＷ／ｃｍ2となっている。
【００２４】このように構成された半導体基板の加熱装
置を用いて半導体基板１に酸化膜を形成するには、ま
ず、予め図示しないＮ2ガス源より窒素ガス導入管１０
を通してＮ2ガスを反応管２に送り込んで十分に反応管
２をパージする。次いで、ヒーター１２によって導入管
９を約１００℃に加熱すると共に、反応管２内にセット
された半導体基板１を加熱装置４により約５００度に加
熱し、弁１１を切り替えて図示しない酸素ガス源から酸
素ガス導入管６を通じて酸素ガスを所定量送り込み、紫
外線照射装置５によって反応管２内に遠紫外線を含んだ
紫外線を照射する。
置を用いて半導体基板１に酸化膜を形成するには、ま
ず、予め図示しないＮ2ガス源より窒素ガス導入管１０
を通してＮ2ガスを反応管２に送り込んで十分に反応管
２をパージする。次いで、ヒーター１２によって導入管
９を約１００℃に加熱すると共に、反応管２内にセット
された半導体基板１を加熱装置４により約５００度に加
熱し、弁１１を切り替えて図示しない酸素ガス源から酸
素ガス導入管６を通じて酸素ガスを所定量送り込み、紫
外線照射装置５によって反応管２内に遠紫外線を含んだ
紫外線を照射する。
【００２５】すると、酸素ガスは、約１００℃に加熱さ
れた蒸留水が貯蔵された貯留槽７内を通過することによ
り、酸素ガス及び飽和水蒸気ガスが導入管９を通過する
こととなり該導入管９内で該水蒸気ガスが水滴を生じる
事無く反応管２に送り込まれる。この際、紫外線照射装
置５により照射された遠紫外線によって、上記酸素ガス
から、オゾン及び原子状の酸素ラジカルを、上記水蒸気
ガスから、原子状の水素ラジカル及び水酸基ラジカルを
生じるため、半導体基板１の酸化が十分に促進され、酸
化膜の膜厚を従来に比べて厚くすることができる。
れた蒸留水が貯蔵された貯留槽７内を通過することによ
り、酸素ガス及び飽和水蒸気ガスが導入管９を通過する
こととなり該導入管９内で該水蒸気ガスが水滴を生じる
事無く反応管２に送り込まれる。この際、紫外線照射装
置５により照射された遠紫外線によって、上記酸素ガス
から、オゾン及び原子状の酸素ラジカルを、上記水蒸気
ガスから、原子状の水素ラジカル及び水酸基ラジカルを
生じるため、半導体基板１の酸化が十分に促進され、酸
化膜の膜厚を従来に比べて厚くすることができる。
【００２６】また、半導体基板１の上流側において遠紫
外線の照射が行われるので、原料ガスとオゾンと酸素、
水素、水酸基ラジカルとが混ざり合い均一化して基板に
到達するため、均質な酸化膜を形成することができる。
外線の照射が行われるので、原料ガスとオゾンと酸素、
水素、水酸基ラジカルとが混ざり合い均一化して基板に
到達するため、均質な酸化膜を形成することができる。
【００２７】従ってこの半導体基板の酸化装置によれ
ば、５００℃程度の低温でも充分な膜厚を有しかつ電気
的特性にも優れた均質な酸化膜を形成することが可能で
ある。
ば、５００℃程度の低温でも充分な膜厚を有しかつ電気
的特性にも優れた均質な酸化膜を形成することが可能で
ある。
【００２８】またこの半導体装置においては、上述した
ように原料ガスとオゾンと酸素、水素、水酸基ラジカル
とが混ざり合って基板に到達するため、半導体基板１の
表面を紫外線照射装置５に対して向ける必要がない。こ
のため、半導体基板１を縦方向若しくは横方向に並べて
多数配置することができるため、一度に多数の半導体基
板１を酸化処理することが可能になる。
ように原料ガスとオゾンと酸素、水素、水酸基ラジカル
とが混ざり合って基板に到達するため、半導体基板１の
表面を紫外線照射装置５に対して向ける必要がない。こ
のため、半導体基板１を縦方向若しくは横方向に並べて
多数配置することができるため、一度に多数の半導体基
板１を酸化処理することが可能になる。
【００２９】（実施例２）次に、図２（ａ）に本発明の
半導体基板の酸化装置の他の実施例を示す。この例で
は、反応管２の周りに半導体基板１を加熱するための管
状炉１３を設けた点、紫外線照射装置５によって照射さ
れる反応管２の部分を平板状にしてこの部分のみを合成
石英によって形成した点、水蒸気ガス導入部７と酸素ガ
ス導入部６を別個として水蒸気ガス導入部７を、Ｈ2と
Ｏ2とを反応させて水蒸気を生成する水蒸気発生装置１
４によって構成した点が図１の装置と異なる。
半導体基板の酸化装置の他の実施例を示す。この例で
は、反応管２の周りに半導体基板１を加熱するための管
状炉１３を設けた点、紫外線照射装置５によって照射さ
れる反応管２の部分を平板状にしてこの部分のみを合成
石英によって形成した点、水蒸気ガス導入部７と酸素ガ
ス導入部６を別個として水蒸気ガス導入部７を、Ｈ2と
Ｏ2とを反応させて水蒸気を生成する水蒸気発生装置１
４によって構成した点が図１の装置と異なる。
【００３０】この実施例においても図１の装置と同様の
作用効果を奏する他、紫外線照射装置５によって照射さ
れる反応管２の部分のみを合成石英によって形成したの
でコストを低減することができるという利点がある。
作用効果を奏する他、紫外線照射装置５によって照射さ
れる反応管２の部分のみを合成石英によって形成したの
でコストを低減することができるという利点がある。
【００３１】さらに、図２（ｂ），（ｃ）に示すように
紫外線照射装置５を反応管２の内部に設けても良い。こ
の場合は反応管２を合成石英によって形成する必要がな
いため、さらにコストを低減することができる。
紫外線照射装置５を反応管２の内部に設けても良い。こ
の場合は反応管２を合成石英によって形成する必要がな
いため、さらにコストを低減することができる。
【００３２】（実験例１）半導体基板１として、Ｃｚ−
ｐ型（１００），抵抗率が０．７〜１．３Ω・ｃｍの単
結晶シリコンウェーハであって片面が鏡面研磨されてい
るものを用い、この半導体基板１をＲＣＡ洗浄後、図１
に示した反応管２内にセットし実施例１に示した方法に
よって半導体基板１の酸化を行った。なお、酸素ガスの
流量は３００ｍｌ／ｍｉｎとした。
ｐ型（１００），抵抗率が０．７〜１．３Ω・ｃｍの単
結晶シリコンウェーハであって片面が鏡面研磨されてい
るものを用い、この半導体基板１をＲＣＡ洗浄後、図１
に示した反応管２内にセットし実施例１に示した方法に
よって半導体基板１の酸化を行った。なお、酸素ガスの
流量は３００ｍｌ／ｍｉｎとした。
【００３３】このようにして基板の酸化を行った場合の
酸化時間と酸化膜厚との関係を図３に示す。また、比較
例として表１に示す条件で行った結果を併せて示した。
（以下余白）
酸化時間と酸化膜厚との関係を図３に示す。また、比較
例として表１に示す条件で行った結果を併せて示した。
（以下余白）
【００３４】
【表１】
【００３５】図３に示す結果より、実験例の方法では、
５００℃で１００分程度の加熱により酸化速度を約２０
倍にまで増大させることが可能となり、比較例１〜５の
方法に比べて酸化膜を極めて厚く形成することが可能で
あった。また、通常の酸素ガスのみを用いて９２０℃〜
１０００℃で１００分程度酸化する比較例６と同等の膜
厚が得られることが判明した。
５００℃で１００分程度の加熱により酸化速度を約２０
倍にまで増大させることが可能となり、比較例１〜５の
方法に比べて酸化膜を極めて厚く形成することが可能で
あった。また、通常の酸素ガスのみを用いて９２０℃〜
１０００℃で１００分程度酸化する比較例６と同等の膜
厚が得られることが判明した。
【００３６】（実験例２）実施例１により５００℃，２
０分の処理条件で製造された厚さ８．０ｎｍの酸化膜に
より蒸着アルミニウムを電極するＭＯＳダイオードを作
成し（電極面積７．０×１０-2ｃｍ2）、このＭＯＳダ
イオードにおいて、ＬＦインピーダンスアナライザによ
り高周波Ｃ−Ｖ特性を測定した。結果を図４に示す。な
お、周波数は５０ｋＨｚ、印加電圧は−６〜＋５Ｖの範
囲、スイープ速度は１００ｍＶ／ｓである。また、理想
的なＣ−Ｖ特性を計算した結果を併せて図４に示す。
０分の処理条件で製造された厚さ８．０ｎｍの酸化膜に
より蒸着アルミニウムを電極するＭＯＳダイオードを作
成し（電極面積７．０×１０-2ｃｍ2）、このＭＯＳダ
イオードにおいて、ＬＦインピーダンスアナライザによ
り高周波Ｃ−Ｖ特性を測定した。結果を図４に示す。な
お、周波数は５０ｋＨｚ、印加電圧は−６〜＋５Ｖの範
囲、スイープ速度は１００ｍＶ／ｓである。また、理想
的なＣ−Ｖ特性を計算した結果を併せて図４に示す。
【００３７】この結果より、実施例で得られた酸化膜の
特性は従来のものと比べて遜色なく、またヒステリシス
も示さないことが判った。
特性は従来のものと比べて遜色なく、またヒステリシス
も示さないことが判った。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体基板
の酸化装置及びその方法によれば、酸素ガスのみならず
水蒸気ガスをも導入するので、酸素ガス単独の場合と比
較して酸化速度を加速することが可能であり、従来の方
法と同じ加熱温度でも酸化膜厚を厚く形成することがで
きる。
の酸化装置及びその方法によれば、酸素ガスのみならず
水蒸気ガスをも導入するので、酸素ガス単独の場合と比
較して酸化速度を加速することが可能であり、従来の方
法と同じ加熱温度でも酸化膜厚を厚く形成することがで
きる。
【００３９】また、遠紫外線を基板表面ではなく基板の
上流側に照射するので、照射により解離したラジカルや
オゾンと解離していない原料ガスとが均一に混じり合っ
て基板に到達するため、膜厚が均一でかつ電気的特性に
も優れた酸化膜を形成することが可能である。
上流側に照射するので、照射により解離したラジカルや
オゾンと解離していない原料ガスとが均一に混じり合っ
て基板に到達するため、膜厚が均一でかつ電気的特性に
も優れた酸化膜を形成することが可能である。
【００４０】従って本発明の半導体基板の酸化装置及び
その方法によれば、５００℃程度の低温でも充分な膜厚
を有しかつ電気的特性にも優れた均質な酸化膜を形成す
ることが可能である。
その方法によれば、５００℃程度の低温でも充分な膜厚
を有しかつ電気的特性にも優れた均質な酸化膜を形成す
ることが可能である。
【００４１】また本発明の半導体基板の酸化装置及びそ
の方法では、上記理由により照射により解離したラジカ
ルやオゾンと解離していない原料ガスとが均一に混じり
合って基板に到達するため、半導体基板の表面を紫外線
照射装置に対して向ける必要がない。
の方法では、上記理由により照射により解離したラジカ
ルやオゾンと解離していない原料ガスとが均一に混じり
合って基板に到達するため、半導体基板の表面を紫外線
照射装置に対して向ける必要がない。
【００４２】従って、半導体基板を縦方向若しくは横方
向に並べて多数配置することができ、一度に多数の半導
体基板を酸化処理することが可能になる。
向に並べて多数配置することができ、一度に多数の半導
体基板を酸化処理することが可能になる。
【図１】本発明の半導体基板の酸化装置の一実施例を示
す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図であ
る。
す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図であ
る。
【図２】（ａ）は本発明の半導体基板の酸化装置の他の
実施例を示す模式図であり、（ｂ），（ｃ）は（ａ）の
一部をさらに変形した例を示す図である。
実施例を示す模式図であり、（ｂ），（ｃ）は（ａ）の
一部をさらに変形した例を示す図である。
【図３】酸化時間と酸化膜厚との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】ＭＯＳダイオードのＣ−Ｖ特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】従来の半導体基板の酸化装置を示す側面図であ
る。
る。
１ 半導体基板 ２ 反応管 ３ チャンバー ４ 加熱装置 ５ 遠紫外線照射装置 ６ 酸素ガス導入管（酸素ガス導入部） ７ 貯留槽（水蒸気ガス導入部） ８ ガス導入部 ９ 導入管 １０ 窒素ガス導入管 １１ 弁 １２ ヒーター １３ 管状炉（加熱装置） １４ 水蒸気発生装置（水蒸気ガス導入部）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】この結果より、実施例で得られた酸化膜の
特性は従来のものと比べて遜色なく、またヒステリシス
も示さないことが判った。 （実験例３）次に、上記実験例１，２と同じ装置および
半導体基板を用いて、紫外線照射装置５から半導体基板
１までの距離ｄと、半導体基板１上に形成される酸化膜
厚との関係を調べた。その結果を図６に示す。なお、上
記距離ｄは図７に示すように、紫外線照射装置５の下流
側端部から半導体基板１の中心までの距離とした。ま
た、他の実験条件は以下の通りである。 半導体基板１の直径：１０ｃｍ 紫外線照射装置５による紫外線照射領域の長さ（図７中
Ｌ）：３０ｃｍ 反応管２の直径（図７中Ｗ）：１６ｃｍ 酸素ガス流量：３００ｍｌ／ｍｉｎ 基板加熱温度：５００℃ 処理時間：３０ｍｉｎ 図６から明らかなように、紫外線照射装置５から半導体
基板１まである程度離れているほうが厚い酸化膜を形成
でき、本発明の有効性が実証された。
特性は従来のものと比べて遜色なく、またヒステリシス
も示さないことが判った。 （実験例３）次に、上記実験例１，２と同じ装置および
半導体基板を用いて、紫外線照射装置５から半導体基板
１までの距離ｄと、半導体基板１上に形成される酸化膜
厚との関係を調べた。その結果を図６に示す。なお、上
記距離ｄは図７に示すように、紫外線照射装置５の下流
側端部から半導体基板１の中心までの距離とした。ま
た、他の実験条件は以下の通りである。 半導体基板１の直径：１０ｃｍ 紫外線照射装置５による紫外線照射領域の長さ（図７中
Ｌ）：３０ｃｍ 反応管２の直径（図７中Ｗ）：１６ｃｍ 酸素ガス流量：３００ｍｌ／ｍｉｎ 基板加熱温度：５００℃ 処理時間：３０ｍｉｎ 図６から明らかなように、紫外線照射装置５から半導体
基板１まである程度離れているほうが厚い酸化膜を形成
でき、本発明の有効性が実証された。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】本発明の実験例３の結果を示すグラフである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】追加
【補正内容】
【図７】本発明の実験例３に使用した装置の要部の側面
図である。
図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】追加
【補正内容】
【図７】
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板が配されると共に、上流側か
ら下流側に向かって酸素ガス及び水蒸気ガスが導入され
る反応管と、この反応管の上流側に設けられた酸素ガス
導入部及び水蒸気ガス導入部と、上記半導体基板を加熱
するための加熱装置と、上記反応管の外部又は内部にあ
って、上記酸素ガス導入部及び水蒸気ガス導入部の位置
より下流側かつ半導体基板の位置より上流側に設けられ
た紫外線照射装置とを設けることを特徴とする半導体基
板の酸化装置。 - 【請求項２】 加熱装置により半導体基板を加熱しつ
つ、酸素ガス導入部及び水蒸気ガス導入部からそれぞれ
酸素ガス及び水蒸気ガスを反応管内に導入すると共に、
紫外線照射装置によって反応管内の上記酸素ガス導入部
及び水蒸気ガス導入部の下流側かつ半導体基板の上流側
に遠紫外線を含んだ紫外線を照射することによって半導
体基板上に酸化膜を形成することを特徴とする半導体基
板の酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7166992A JPH05275419A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体基板の酸化装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7166992A JPH05275419A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体基板の酸化装置及びその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275419A true JPH05275419A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13467236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7166992A Pending JPH05275419A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体基板の酸化装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275419A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291366B1 (en) * | 1994-08-15 | 2001-09-18 | Sony Corporation | Process of manufacturing semiconductor devices |
| JP2002261094A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Tokyo Electron Ltd | 酸化膜形成方法 |
| KR100358131B1 (ko) * | 1995-12-29 | 2003-01-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 열산화막형성을위한방법및장치 |
| JP2003188171A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-07-04 | Sony Corp | 薄膜形成方法 |
| US6964905B2 (en) | 2001-07-11 | 2005-11-15 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and method of manufacturing therefor |
| JP2008060456A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の酸化方法、酸化装置及び記憶媒体 |
| CN116900929A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司 | 化学机械抛光装置及化学机械抛光的方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP7166992A patent/JPH05275419A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6291366B1 (en) * | 1994-08-15 | 2001-09-18 | Sony Corporation | Process of manufacturing semiconductor devices |
| US6458715B2 (en) | 1994-08-15 | 2002-10-01 | Sony Corporation | Process of manufacturing semiconductor device |
| KR100358131B1 (ko) * | 1995-12-29 | 2003-01-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 열산화막형성을위한방법및장치 |
| JP2002261094A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Tokyo Electron Ltd | 酸化膜形成方法 |
| US6964905B2 (en) | 2001-07-11 | 2005-11-15 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and method of manufacturing therefor |
| US7683455B2 (en) | 2001-07-11 | 2010-03-23 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and method of manufacturing thereof |
| JP2003188171A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-07-04 | Sony Corp | 薄膜形成方法 |
| JP2008060456A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の酸化方法、酸化装置及び記憶媒体 |
| TWI409879B (zh) * | 2006-09-01 | 2013-09-21 | Tokyo Electron Ltd | 半導體製程用氧化方法及裝置 |
| CN116900929A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司 | 化学机械抛光装置及化学机械抛光的方法 |
| CN116900929B (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-08 | 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司 | 化学机械抛光的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06105691B2 (ja) | 炭素添加非晶質シリコン薄膜の製造方法 | |
| JPH06163517A (ja) | 低温酸化膜形成装置および低温酸化膜形成方法 | |
| JPH05275419A (ja) | 半導体基板の酸化装置及びその方法 | |
| JP2007109984A (ja) | 酸化膜形成方法 | |
| TW200824004A (en) | Process for forming oxidized film and device thereof | |
| JPH0329297B2 (ja) | ||
| JPH03139824A (ja) | 半導体薄膜の堆積方法 | |
| JP3084395B2 (ja) | 半導体薄膜の堆積方法 | |
| JPH05243214A (ja) | 半導体基板の上にシリコン酸化膜を形成する装置 | |
| JPS60218473A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| JPH07176498A (ja) | 反応ガスの予熱装置を備えた反応炉 | |
| JPH0463536B2 (ja) | ||
| JPS6190418A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| KR0137593B1 (ko) | 오존고압 산화방법 | |
| JP2008251956A (ja) | 酸化膜の形成方法及びその装置 | |
| JPS60218827A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| JPS6210275A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPS60218836A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| JPH038331A (ja) | 酸化シリコン形成方法及び形成装置 | |
| JPH05251354A (ja) | 化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置 | |
| JPS60218828A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| JPS60218829A (ja) | 堆積膜形成方法 | |
| KR970030772A (ko) | 반도체장치의 커패시터 제조방법 | |
| JP2000114253A (ja) | 半導体酸化膜形成法 | |
| JPH02102534A (ja) | 半導体装置の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000829 |