JPH0754125A - 熱酸化膜の形成方法 - Google Patents

熱酸化膜の形成方法

Info

Publication number
JPH0754125A
JPH0754125A JP19609993A JP19609993A JPH0754125A JP H0754125 A JPH0754125 A JP H0754125A JP 19609993 A JP19609993 A JP 19609993A JP 19609993 A JP19609993 A JP 19609993A JP H0754125 A JPH0754125 A JP H0754125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
furnace
processed
oxide film
oxidized film
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.)
Granted
Application number
JP19609993A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3194062B2 (ja
Inventor
Shin Asari
伸 浅利
Seiichi Takahashi
誠一 高橋
Tetsuo Mihashi
哲雄 三橋
Yoshifumi Ota
賀文 太田
Kyuzo Nakamura
久三 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP19609993A priority Critical patent/JP3194062B2/ja
Publication of JPH0754125A publication Critical patent/JPH0754125A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3194062B2 publication Critical patent/JP3194062B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化処理工程以外の工程を微量酸素雰囲気の
減圧状態とし、被処理基板の表面に極薄酸化膜を成長さ
せ、この極薄酸化膜で被処理基板表面に高品質で安定し
た熱酸化膜を形成する。 【構成】 被処理基板を酸化処理する炉と、該炉に接続
して設けられた予備排気室から成る装置で、炉および予
備排気室を減圧雰囲気にした状態で、被処理基板を予備
排気室から炉内へ移動し、炉内で酸化処理して被処理基
板表面に熱酸化膜を形成する方法において、酸化処理工
程以外の工程を微量酸素を導入した減圧雰囲気に保った
工程とした熱酸化膜の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱酸化膜の形成方法に
関し、更に詳しくは、主としてゲートおよびキャパシタ
ー絶縁膜を製造するために、半導体基板である被処理基
板の表面に酸化法により酸化薄膜を形成するための熱酸
化膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体基板である被処理基板
(ウェハまたはワークとも称する)の表面に酸化膜を形
成する方法として、熱酸化方法が採用されている。これ
は被処理基板を酸化雰囲気中で、1000℃程度の温度
で加熱して被処理基板表面を酸化する方法であり、膜質
の良い酸化膜が得られるという利点がある。
【0003】近年、半導体の高集積化に伴ない、被処理
基板表面に形成される酸化膜の薄膜化が必要となり、成
膜条件が厳しく行われるようになってきた。
【0004】このような厳しい成膜条件に対処出来る酸
化法またはCVD(Chemical VaporDeposition) 法によ
り薄膜を形成する装置として本出願人は先に、特開昭6
3−241936号でプロセスチューブ内に、その一側
の取出口からSiウェハ、Ga−Asウェハ等の被処理
基板を収めて密閉し、該被処理基板の表面にプロセスチ
ューブ内へ導入したガスの成分を化学反応させて薄膜を
形成するようにしたものにおいて、該取出口の前方にガ
ス導入口と真空排気口および該被処理基板の物理的洗浄
手段を備えた該プロセスチューブへの被処理基板の挿
入、取出のための密閉室を連設した酸化、CVD用炉を
提案した。そして、プロセスチューブ内への石英製のボ
ートに積層状に間隔を存して載置されたSiウェハ等の
被処理基板の挿入、取出を密閉室を介して行い、該プロ
セスチューブ内で該被処理基板を加熱しながらガス導入
口よりSiH4等の反応ガスを導入して該被処理基板の
表面上に該反応ガスの化学反応による薄膜、即ちCVD
法による薄膜を形成する。
【0005】前記装置による被処理基板表面への酸化膜
の形成についてのシーケンス(システム)の1例を図2
に従って説明する。 先ず、密閉室内にボートに間隔を存して積層状に載
置された被処理基板を搬入した後、該密閉室内を真空排
気系により例えば1×10- 4Pa程度に排気(ステッ
プ1)する。 続いて、ボートをプロセスチューブ内に搬送、即ち
移動(ステップ2)せしめる。 プロセスチューブ内は常時例えば1×10- 4Pa
程度に真空排気されており、また、例えば800℃の温
度に保たれている。 被処理基板がプロセスチューブ内に搬送された後、
プロセスチューブ内の温度を例えば1000℃まで昇温
(プロセス3)し、該温度を一定時間例えば 時間保持
(プロセス4)した後、プロセスチューブ内に酸素を導
入して酸化処理(プロセス5)を行う。 更に被処理基板に対し一定時間アニール処理(プロ
セス6)を行う。 その後、プロセスチューブ内の温度を例えば800
℃まで降温(ステップ7)し、ボートをプロセスチュー
ブ内より密閉室内に搬送、即ち移動(ステップ8)した
後、密閉室内に大気を導入し、大気圧まで復圧(ステッ
プ9)してボートと共に被処理基板を密閉室内より搬出
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記シ
ーケンス(システム)で被処理基板の表面を酸化させる
場合、被処理基板表面の熱酸化処理までの高温、かつ真
空状態では、被処理基板表面の自然酸化膜と被処理基板
自体が反応したり、或いはプロセスチューブ内の残留微
量不純物と被処理基板が反応する等の現象により、被処
理基板表面が荒れるという問題があった。
【0007】また、この表面荒れの現象は真空状態のみ
ならず、高温状態下ではアルゴン(Ar)或いは窒素
(N2)等の不活性ガス雰囲気中でも発生するという問
題があった。
【0008】本発明はかかる問題点を解消し、被処理基
板表面に荒れが生ずることなく、酸化薄膜を形成するこ
とが出来る熱酸化膜の形成方法を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の熱酸化膜の形成
方法は、被処理基板を酸化処理する炉と、該炉に接続し
て設けられた予備排気室から成る装置で、炉および予備
排気室を減圧雰囲気にした状態で、被処理基板を予備排
気室から炉内へ移動し、炉内で酸化処理して被処理基板
表面に熱酸化膜を形成する方法において、酸化処理工程
以外の工程中に微量酸素を導入した減圧雰囲気に保つ工
程が含まれていることを特徴とする。
【0010】
【作用】被処理基板を微量酸素雰囲気の減圧状態下に維
持することにより、被処理基板表面に数原子層の極薄酸
化膜が成長する。この極薄酸化膜が被処理基板表面での
不純物の炭素と基板のシリコンとの反応および荒れを防
止する。
【0011】
【実施例】本発明の熱酸化膜の形成方法は、ボート搬
入、搬送(移動)、搬出、昇温、降温、温度安定等の、
主に熱酸化前後のプロセスにおいて、装置の予備排気室
内並びに炉内を例えば30SCCM程度の微量酸素を流
して真空状態とした雰囲気で行うものである。
【0012】以下添付図面に従って本発明の実施例につ
いて説明する。
【0013】図1は本発明方法を実施するための装置の
1例を示すもので、図中、1はロードロック式縦型炉を
示す。
【0014】そしてロードロック式縦型炉1はステンレ
ス製のチャンバーから成る予備排気室2と石英製のチュ
ーブから成る炉3とから成り、予備排気室2と炉3との
間を仕切弁4で仕切り、予備排気室2内と炉3内の雰囲
気を夫々分離可能とした。
【0015】予備排気室2内を所定の真空度にするため
に、外部の真空ポンプその他の真空排気系5にバルブ6
を介して接続すると共に、該予備排気室2内に例えば窒
素(N2)ガスを導入するガス導入管7を接続した。
【0016】また、炉3内を所定の真空度にするため
に、外部の真空ポンプその他の真空排気系8にバルブ9
を介して接続すると共に、該炉3内に例えば酸素
(O2)ガスを導入するガス導入管10と、例えば窒素
(N2)ガスを導入するガス導入管11を夫々接続し
た。また、炉3の外側に例えばカンタル線から成るヒー
ター12を配置して炉3内を加熱するようにした。
【0017】また、石英製のボート13にSiウェハ等
の被処理基板14を一定間隔を存して層状に載置した
後、これを予備排気室2内に搬入して回転自在であって
進退自在の移動台15上に載置し、該移動台15により
更に予備排気室2内より炉3内に搬入出来るようにし、
また、被処理基板14表面への酸化膜形成後は炉3内よ
り予備排気室2内に搬出し、更に予備排気室2内より搬
出出来るようにした。
【0018】尚、図中、16は予備排気室2内に被処理
基板14を出し入れする出入口、17は該出入口16を
密閉する扉を夫々示す。
【0019】次に本発明の具体的実施例を比較例と共に
説明する。
【0020】実施例1 前記構成のロードロック式縦型炉1を用いて被処理基板
14の表面に酸化膜を形成する場合について図2と共に
説明する。
【0021】先ず、石英製ボート13に一定間隔を存し
て層状に載置された被処理基板14を予備排気室2の外
方から出入口16を介して予備排気室2内に搬入して図
1の仮想線に示すように移動台15上に載置し、扉17
を閉じて出入口16を密閉した後、真空排気系5で予備
排気室2内の真空度を1×10- 3Paに設定(ステッ
プ1)した。
【0022】次に、仕切弁4を開弁し、予め真空排気系
8で真空度を1×10- 4Paに維持され、ヒーター1
2で温度が800℃に設定された炉3内に、前記被処理
基板14を移動台15の進出で予備排気室2内より図1
の実線で示すように搬入(ステップ2)した後、仕切弁
4を閉弁した。
【0023】この時、炉3内にガス導入管10より酸素
(O2)ガスを分圧10- 1〜10- 3Paとなるように導
入し、炉3内を微量酸素雰囲気の減圧状態とし、被処理
基板14の表面に厚さが例えば1〜2原子程度の最小限
の極薄酸化膜が成長するようにした。これはあえて被処
理基板14表面に極薄の酸化膜を成長させることで、被
処理基板14と炉3内に残留せる炭素のような残留不純
物との反応を防止することにある。
【0024】続いて、ヒーター12により炉3内を昇温
速度8℃/分で加熱して被処理基板14の温度を100
0℃まで昇温(ステップ3)し、該温度を40分間保持
して被処理基板14の温度安定(ステップ4)化を行っ
た。このステップ3およびステップ4の間も前記ステッ
プ2と同様に反応防止のために炉3内に所定の酸素分圧
を導入しながら、炉3内を微量酸素の減圧雰囲気に維持
した。
【0025】次に、被処理基板14の酸化処理のために
炉3内にガス導入管10より酸素(O2)ガスを流量2
0slmで導入し、その状態を1分間維持しながら、酸
化処理(ステップ5)して被処理基板14の表面に厚さ
6nmの熱酸化膜を形成した。尚、酸化処理(ステップ
5)中は、炉3内の圧力は大気圧に維持した。
【0026】更に、被処理基板14を同温度に15分間
維持しながら、炉3内に窒素(N2)ガスを同流量で導
入して、被処理基板14表面に形成された熱酸化膜をア
ニール処理(ステップ6)した後、ヒーター12による
加熱を停止し、炉3内を酸素分圧が10- 1〜10- 3
aの微量酸素雰囲気の減圧状態にすると共に、炉3内の
温度を降温速度4℃/分で800℃まで降温(ステップ
7)した。尚、降温(ステップ7)中は、炉3内の圧力
は昇温中(ステップ3)と同圧に維持した。
【0027】続いて、仕切弁4を開弁し、炉3内のボー
ト13を移動台15の退入で予備排気室2内に図1の仮
想線で示すように搬出(ステップ8)した後、仕切弁4
を閉弁すると共に、直ちに炉3内への微量酸素の導入を
停止した。
【0028】次に、予備排気室2内にガス導入管7より
窒素(N2)ガスを導入し、予備排気室2内の圧力を大
気圧まで復圧(ステップ9)して被処理基板14を15
0℃まで冷却した後、扉17を開放し、ボート13と共
に、被処理基板14を出入口16を介して予備排気室2
内より搬出した。
【0029】前記のようにステップ2からステップ8の
間は微量酸素雰囲気の減圧状態としたので、各ステップ
の工程中は被処理基板14の表面が酸素に覆われること
になり、被処理基板が従来のような不純物と反応するこ
とがないため、被処理基板表面には荒れがない高品質な
酸化膜が形成されることになる。
【0030】前記ステップで作製された被処理基板14
の表面に形成された熱酸化膜の電流−電圧特性の耐圧試
験を行い、その結果を図3に曲線Aとして示した。
【0031】尚、耐圧試験は被処理基板がP型で面方位
(100)の比抵抗1〜10Ωcmの鏡面仕上げ、熱酸
化膜の膜厚が6nmの場合について行った。
【0032】比較例1 従来法により、即ちステップ2,3,4,6,7,8に
おける雰囲気を微量酸素のない減圧状態のみとした以外
は、前記実施例1と同様の方法で被処理基板の表面に熱
酸化膜を形成した。
【0033】そして、従来法で作製された被処理基板の
表面に形成された熱酸化膜の電流−電圧特性の耐圧試験
を前記実施例1と同一条件で行い、その結果を図3に曲
線Bとして示した。
【0034】図3から明らかなように、本発明の実施例
1の場合は、印加電圧が8MV/cmでリーク電流が増
加(立上がり)し始めるのに対し、比較例1の場合は、
印加電圧が7MV/cm程度でリーク電流が増加し始め
た。この結果、本発明法では被処理基板の表面の絶縁特
性が改善されたことが確認された。
【0035】前記実施例1では微量酸素雰囲気の減圧状
態をステップ2からステップ8の工程中としたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、酸化処理の温度条
件や、予備排気室2内の真空度、炉3内の真空度等によ
り微量酸素雰囲気の減圧状態をステップ3からステップ
6の工程中の局部的としてもよい。
【0036】また、前記実施例1では、酸化処理工程
(ステップ5)中は炉3内の雰囲気を酸素のみとした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、酸素ガス
中に窒素(N2)ガス、水素(H2)ガス、ハロゲンガス
を酸素ガスに対し1〜95at%程度添加した雰囲気とし
てもよい。
【0037】また、本発明法は、被処理基板の表面に熱
酸化膜の形成だけではなく、HTO(High Temperature
Oxidation)等のCVD法酸化膜や、窒化シリコン膜の成
膜プロセスに利用しても前記と同様に被処理基板の表面
の保護効果が得られる。
【0038】
【発明の効果】本発明の熱酸化膜の形成方法によるとき
は、被処理被板の表面への酸化処理工程以外の搬送、昇
温、降温等の工程を微量酸素雰囲気の減圧状態下で行う
ようにしたので、被処理基板の表面を微量酸素により成
長した数原子層程度の極薄酸化膜で保護することとな
り、被処理基板表面に高品質で安定した熱酸化膜を形成
することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の熱酸化膜の形成方法を実施するため
の装置の1例の概略説明図、
【図2】 本発明の熱酸化膜の形成方法の1例を示す工
程図、
【図3】 本発明の実施例と比較例における熱酸化膜の
リーク電流と印加電圧の関係を示す特性線図。
【符号の説明】
2 予備排気室、 3 炉、4 仕切
弁、 5,8 真空排気系、10,11
ガス導入管、 12 ヒーター、14
被処理基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 賀文 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理基板を酸化処理する炉と、該炉に
    接続して設けられた予備排気室から成る装置で、炉およ
    び予備排気室を減圧雰囲気にした状態で、被処理基板を
    予備排気室から炉内へ移動し、炉内で酸化処理して被処
    理基板表面に熱酸化膜を形成する方法において、酸化処
    理工程以外の工程中に微量酸素を導入した減圧雰囲気に
    保つ工程が含まれていることを特徴とする熱酸化膜の形
    成方法。
JP19609993A 1993-08-06 1993-08-06 熱酸化膜の形成方法 Expired - Fee Related JP3194062B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19609993A JP3194062B2 (ja) 1993-08-06 1993-08-06 熱酸化膜の形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19609993A JP3194062B2 (ja) 1993-08-06 1993-08-06 熱酸化膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0754125A true JPH0754125A (ja) 1995-02-28
JP3194062B2 JP3194062B2 (ja) 2001-07-30

Family

ID=16352209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19609993A Expired - Fee Related JP3194062B2 (ja) 1993-08-06 1993-08-06 熱酸化膜の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3194062B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11186257A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Asahi Kasei Micro Syst Co Ltd 半導体装置の製造方法
DE19983456B4 (de) * 1999-06-21 2007-03-01 Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7079702B2 (ja) 2018-09-04 2022-06-02 清水建設株式会社 セントルレール送り出しシステム、及びセントル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11186257A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Asahi Kasei Micro Syst Co Ltd 半導体装置の製造方法
DE19983456B4 (de) * 1999-06-21 2007-03-01 Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP3194062B2 (ja) 2001-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4104676B2 (ja) シリコン表面からの自然酸化物のインシチュウ清浄化法
US8123858B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2892170B2 (ja) 熱処理成膜方法
JP3396431B2 (ja) 酸化処理方法および酸化処理装置
WO2006095752A1 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
US20120312235A1 (en) Manufacturing method of semiconductor apparatus
JP3437830B2 (ja) 成膜方法
JP4259247B2 (ja) 成膜方法
JP3578155B2 (ja) 被処理体の酸化方法
JP3667038B2 (ja) Cvd成膜方法
KR20000047614A (ko) 반도체 디바이스 클러스터 처리 시스템, 장치 및 방법
JP3194062B2 (ja) 熱酸化膜の形成方法
JP3667535B2 (ja) 成膜方法
US6531415B1 (en) Silicon nitride furnace tube low temperature cycle purge for attenuated particle formation
JPH07153695A (ja) 成膜方法
JPH11186248A (ja) シリコン酸化膜の形成方法及びシリコン酸化膜形成装置
US6635116B1 (en) Residual oxygen reduction system
JP3058655B2 (ja) ウェーハ拡散処理方法及びウェーハ熱処理方法
JPH0766193A (ja) 半導体装置における酸化膜の形成方法
JPH05299413A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3136615B2 (ja) マルチチャンバプロセス装置および半導体装置の製造方法
JPH04345024A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3340147B2 (ja) 処理装置
JPH07109574A (ja) 窒化ケイ素膜の形成方法
JP2504598B2 (ja) 半導体基板の枚葉式表面処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130601

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees