JPH0845852A - 気相成長装置と気相成長方法 - Google Patents
気相成長装置と気相成長方法Info
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- JPH0845852A JPH0845852A JP18108394A JP18108394A JPH0845852A JP H0845852 A JPH0845852 A JP H0845852A JP 18108394 A JP18108394 A JP 18108394A JP 18108394 A JP18108394 A JP 18108394A JP H0845852 A JPH0845852 A JP H0845852A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の気相成長装置は、成膜ガス用ノズル
３とガス排気管４を有し、反応容器５内に半導体基板１
を載置し前記反応容器５外周部に加熱用熱源６を配置し
て前記成膜により前記半導体基板１上に所定の膜を気相
成長させるための気相成長装置において、前記反応容器
５内に前記半導体基板１表面の自然酸化膜をエッチング
するＨＦガスが供給される第１のガスノズル８と、前記
半導体基板表面を酸化するＯ2 ガスが供給される第２の
ガスノズル９を具備する。 【効果】本発明を用いると、石英製反応容器において自
然酸化膜除去と界面酸化膜の成膜を連続的かつ高速で行
える気相成長装置および気相成長方法を提供できる。
３とガス排気管４を有し、反応容器５内に半導体基板１
を載置し前記反応容器５外周部に加熱用熱源６を配置し
て前記成膜により前記半導体基板１上に所定の膜を気相
成長させるための気相成長装置において、前記反応容器
５内に前記半導体基板１表面の自然酸化膜をエッチング
するＨＦガスが供給される第１のガスノズル８と、前記
半導体基板表面を酸化するＯ2 ガスが供給される第２の
ガスノズル９を具備する。 【効果】本発明を用いると、石英製反応容器において自
然酸化膜除去と界面酸化膜の成膜を連続的かつ高速で行
える気相成長装置および気相成長方法を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相成長装置とこれを
用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウェハ上に薄膜を形成する技術として化
学気相成長法がある。この技術はＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition ） と呼ばれており、膜形成時の不純物
添加および組成の制御が容易でまた、ステップカバレッ
ジも良好であるので薄膜形成には必須の技術である。Ｃ
ＶＤによる薄膜形成の段階には、１．成膜ガスのウェハ
表面への供給、２．ウェハ表面での化学反応、３．反応
生成物のウェハ表面からの脱着の三つにわけることがで
きる。ウェハ表面は半導体材料が露出しているため、他
の物質に対して非常に敏感な状態であり、上述の薄膜形
成前にウェハ表面が汚染されないことが重要で、汚染さ
れた状態では所望の特性を得ることができない。
学気相成長法がある。この技術はＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition ） と呼ばれており、膜形成時の不純物
添加および組成の制御が容易でまた、ステップカバレッ
ジも良好であるので薄膜形成には必須の技術である。Ｃ
ＶＤによる薄膜形成の段階には、１．成膜ガスのウェハ
表面への供給、２．ウェハ表面での化学反応、３．反応
生成物のウェハ表面からの脱着の三つにわけることがで
きる。ウェハ表面は半導体材料が露出しているため、他
の物質に対して非常に敏感な状態であり、上述の薄膜形
成前にウェハ表面が汚染されないことが重要で、汚染さ
れた状態では所望の特性を得ることができない。
【０００３】ＣＶＤとして一般に使用されている装置
に、縦型拡散炉型減圧気相成長装置（以後縦型ＬＰ−Ｃ
ＶＤ装置とする）がある。この装置の断面の概略を図２
に示す。ウェハ１を搭載したウェハ保持台２の上に、成
膜用ガスノズル３と排気管４を有する石英製反応容器５
が載置されている。加熱用熱源６は石英製反応容器５の
周囲に載置されている。石英製反応容器５はウェハ保持
台２との間で気密性が保たれるよう設置される。ウェハ
保持台２は可動式になっており、ウェハ１の搬入と搬出
を行う。その際ウェハ保持台２はロードロック室７に移
動しウェハを交換する。
に、縦型拡散炉型減圧気相成長装置（以後縦型ＬＰ−Ｃ
ＶＤ装置とする）がある。この装置の断面の概略を図２
に示す。ウェハ１を搭載したウェハ保持台２の上に、成
膜用ガスノズル３と排気管４を有する石英製反応容器５
が載置されている。加熱用熱源６は石英製反応容器５の
周囲に載置されている。石英製反応容器５はウェハ保持
台２との間で気密性が保たれるよう設置される。ウェハ
保持台２は可動式になっており、ウェハ１の搬入と搬出
を行う。その際ウェハ保持台２はロードロック室７に移
動しウェハを交換する。
【０００４】従来の縦型ＬＰ―ＣＶＤ装置では、ウェハ
１表面に成膜する際に、ウェハ１表面に形成された自然
酸化膜を除去するために、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスなど
の還元ガスをウェハ１表面に供給し、ウェハ１を加熱し
その表面を還元する。この工程は石英製反応容器５内で
行っており、成膜と自然酸化膜除去を連続で行ってい
る。しかしながら、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスの還元作用
には、１０００℃以上の高温が必要で、この条件では半
導体装置の拡散領域が再拡散を起こし、その特性に著し
い悪影響を及ぼす。また、この再拡散を防止する方法と
して、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスの代わりに、常温で還元
作用の生じるフッ化水素（以後ＨＦとする）を供給し、
フッ素化合物を生成させ、ウェハ表面の汚染状態を改善
する技術がある。これをフッ化水素処理（以後ＨＦ処理
とする）という。ＨＦ処理は、特に自然酸化膜の除去に
おいて、ＨＦガスの水分含有量を制御することによって
著しい効果をあげることが知られている。しかしなが
ら、このＨＦ処理は、石英製反応容器５内では行ってお
らず、わざわざ石英製反応容器５外に設けたＨＦ専用の
処理室（以後、ＨＦ処理室と称する）で行っている。こ
のＨＦ処理室で自然酸化膜が除去されたウェハ１は、成
膜のために石英製反応容器５に搬入される。石英製反応
容器５とＨＦ処理室の間にはロードロック室７があり、
ＨＦ処理室からここに停留しているウェハ保持台２にウ
ェハ１が搭載される。ウェハ１を移動させる場合は、石
英製反応容器５、ウェハを交換するロードロック室７、
ＨＦ処理室８、内を不活性ガスを充填させるか真空状態
にしてウェハ１表面が汚染しないようにしているが、ウ
ェハ１の移動の際には必ず汚染が生じる。この汚染は、
半導体装置を製造する場合に重大な問題となり、特に自
然酸化膜が形成される場合は深刻である。例えばｎｐｎ
型バイポーラトランジスタの製造工程では、表面に酸化
膜を有するｎ型コレクタ基板（単結晶シリコン）にボロ
ン（Ｂ）を注入し、その酸化膜の下部にｐ型ベース層を
形成する。次に酸化膜上部にエミッタ拡散源となる多結
晶シリコンを形成する。この時、多結晶シリコンと単結
晶シリコンの界面に形成されている酸化膜を特に界面酸
化膜と称する。次にエミッタとなるポリシリコンに砒素
（Ａｓ）を注入しｎ型のエミッタ拡散源を形成する。そ
の後アニールすることにより、砒素をベース層まで熱拡
散させｎ型エミッタ層を形成する。界面酸化膜はバイポ
ーラトランジスタの特性上必須で、通常は所定の厚さに
形成されており、エミッタ抵抗等は界面酸化膜の膜厚に
より変化する。また界面酸化膜が殆ど存在しない状態で
は、単結晶表面で一部エピ化が起こり、砒素がベース層
に拡散しなくなる。界面酸化膜を形成する際に、予め自
然酸化膜が形成されていると、バイポーラトランジスタ
の特性に悪影響を及ぼす。
１表面に成膜する際に、ウェハ１表面に形成された自然
酸化膜を除去するために、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスなど
の還元ガスをウェハ１表面に供給し、ウェハ１を加熱し
その表面を還元する。この工程は石英製反応容器５内で
行っており、成膜と自然酸化膜除去を連続で行ってい
る。しかしながら、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスの還元作用
には、１０００℃以上の高温が必要で、この条件では半
導体装置の拡散領域が再拡散を起こし、その特性に著し
い悪影響を及ぼす。また、この再拡散を防止する方法と
して、Ｈ2 ガスやＳｉＨ4 ガスの代わりに、常温で還元
作用の生じるフッ化水素（以後ＨＦとする）を供給し、
フッ素化合物を生成させ、ウェハ表面の汚染状態を改善
する技術がある。これをフッ化水素処理（以後ＨＦ処理
とする）という。ＨＦ処理は、特に自然酸化膜の除去に
おいて、ＨＦガスの水分含有量を制御することによって
著しい効果をあげることが知られている。しかしなが
ら、このＨＦ処理は、石英製反応容器５内では行ってお
らず、わざわざ石英製反応容器５外に設けたＨＦ専用の
処理室（以後、ＨＦ処理室と称する）で行っている。こ
のＨＦ処理室で自然酸化膜が除去されたウェハ１は、成
膜のために石英製反応容器５に搬入される。石英製反応
容器５とＨＦ処理室の間にはロードロック室７があり、
ＨＦ処理室からここに停留しているウェハ保持台２にウ
ェハ１が搭載される。ウェハ１を移動させる場合は、石
英製反応容器５、ウェハを交換するロードロック室７、
ＨＦ処理室８、内を不活性ガスを充填させるか真空状態
にしてウェハ１表面が汚染しないようにしているが、ウ
ェハ１の移動の際には必ず汚染が生じる。この汚染は、
半導体装置を製造する場合に重大な問題となり、特に自
然酸化膜が形成される場合は深刻である。例えばｎｐｎ
型バイポーラトランジスタの製造工程では、表面に酸化
膜を有するｎ型コレクタ基板（単結晶シリコン）にボロ
ン（Ｂ）を注入し、その酸化膜の下部にｐ型ベース層を
形成する。次に酸化膜上部にエミッタ拡散源となる多結
晶シリコンを形成する。この時、多結晶シリコンと単結
晶シリコンの界面に形成されている酸化膜を特に界面酸
化膜と称する。次にエミッタとなるポリシリコンに砒素
（Ａｓ）を注入しｎ型のエミッタ拡散源を形成する。そ
の後アニールすることにより、砒素をベース層まで熱拡
散させｎ型エミッタ層を形成する。界面酸化膜はバイポ
ーラトランジスタの特性上必須で、通常は所定の厚さに
形成されており、エミッタ抵抗等は界面酸化膜の膜厚に
より変化する。また界面酸化膜が殆ど存在しない状態で
は、単結晶表面で一部エピ化が起こり、砒素がベース層
に拡散しなくなる。界面酸化膜を形成する際に、予め自
然酸化膜が形成されていると、バイポーラトランジスタ
の特性に悪影響を及ぼす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
縦型ＬＰ―ＣＶＤ装置において、ＨＦ処理室で自然酸化
膜の除去を施したウェハは、石英製反応容器に移動する
際に再度その表面が汚染されていた。また、ウェハは１
つの処理室で加工するのが好ましいが、石英製反応容器
にＨＦ処理機能が無いため自然酸化膜の除去および界面
酸化膜の膜厚制御が困難であった。本発明は上記欠点を
除去し、石英製反応処理室でＨＦ処理と界面酸化膜の膜
厚制御が可能な気相成長装置を提供する。
縦型ＬＰ―ＣＶＤ装置において、ＨＦ処理室で自然酸化
膜の除去を施したウェハは、石英製反応容器に移動する
際に再度その表面が汚染されていた。また、ウェハは１
つの処理室で加工するのが好ましいが、石英製反応容器
にＨＦ処理機能が無いため自然酸化膜の除去および界面
酸化膜の膜厚制御が困難であった。本発明は上記欠点を
除去し、石英製反応処理室でＨＦ処理と界面酸化膜の膜
厚制御が可能な気相成長装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明では、成膜ガス用ノズルとガス排気管を
有し、反応容器内に半導体基板を載置し前記反応容器外
周部に加熱用熱源を配置して前記半導体基板上に所定の
膜を気相成長させるための気相成長装置において、前記
反応容器内に前記半導体基板表面の酸化膜をエッチング
するＨＦガスが供給される第１のガスノズルと、前記半
導体基板表面を酸化するＯ2 ガスが供給される第２のガ
スノズルを具備することを特徴とする気相成長装置を提
供する。
に、第１の発明では、成膜ガス用ノズルとガス排気管を
有し、反応容器内に半導体基板を載置し前記反応容器外
周部に加熱用熱源を配置して前記半導体基板上に所定の
膜を気相成長させるための気相成長装置において、前記
反応容器内に前記半導体基板表面の酸化膜をエッチング
するＨＦガスが供給される第１のガスノズルと、前記半
導体基板表面を酸化するＯ2 ガスが供給される第２のガ
スノズルを具備することを特徴とする気相成長装置を提
供する。
【０００７】第２の発明では、反応容器内に半導体基板
を載置する工程と、前記半導体基板に形成されている自
然酸化膜をＨＦガスによって除去する工程と、前記半導
体基板表面に界面酸化膜を形成する工程とを有する半導
体装置の製造方法を提供する。
を載置する工程と、前記半導体基板に形成されている自
然酸化膜をＨＦガスによって除去する工程と、前記半導
体基板表面に界面酸化膜を形成する工程とを有する半導
体装置の製造方法を提供する。
【０００８】
【作用】本発明で提供する気相成長装置を用いると、石
英製反応容器にＨＦ処理用のガスノズルと酸化膜成膜用
のガスノズルが付設されているため、石英製反応容器内
において常温でウェハ表面の自然酸化膜の除去と界面酸
化膜制御を連続的に行うことができる。また強制冷却装
置によりウェハの温度を急激に低下させることできる。
したがって、ウェハ表面の汚染を回避しながら連続的か
つ高速にウェハ上に成膜することができる。
英製反応容器にＨＦ処理用のガスノズルと酸化膜成膜用
のガスノズルが付設されているため、石英製反応容器内
において常温でウェハ表面の自然酸化膜の除去と界面酸
化膜制御を連続的に行うことができる。また強制冷却装
置によりウェハの温度を急激に低下させることできる。
したがって、ウェハ表面の汚染を回避しながら連続的か
つ高速にウェハ上に成膜することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図１を用いて説明する。こ
の図は本発明のＬＰ−ＣＶＤの断面を表している。ウェ
ハ１を搭載したウェハ保持台２の上に、フランジ１２を
有する石英製反応容器５が載置されている。フランジ１
２はＨＦガスによる腐食を防ぐためにフッ化不動体処理
を施している。成膜用ガスノズル３と排気管４と第１の
ガスノズル８と第２のガスノズル９はフランジ１２を介
して石英製反応容器５に接続されている。加熱用熱源６
は石英製反応容器５の周囲に載置されている。加熱用熱
源６と石英製反応容器５を覆うように外囲器１１が載置
されており、この外囲器１１には強制冷却装置１０が接
続されている。第１のガスノズル８はＨＦ処理のための
ものでＨＦガスが導入され、また第２のガスノズルは成
膜のためのもので酸素ガスが導入される。外囲器１１と
強制冷却装置１０は石英製反応容器５を冷却するために
設けている。第１のガスノズル８と第２のガスノズル９
を設けることにより、石英製反応容器５内でＨＦ処理と
気相成長が連続的に行えるようになるが、次のウェハ処
理のために石英製反応容器５内の温度を下げる必要があ
り、そのために石英製反応容器５と加熱用熱源を外囲器
１１で囲み、冷却媒体を外囲器１１と石英製反応容器５
および加熱用熱源６との間隙に封入し、強制冷却装置１
０により冷却媒体を循環させる。冷却媒体には大気やヘ
リウムがよい。
の図は本発明のＬＰ−ＣＶＤの断面を表している。ウェ
ハ１を搭載したウェハ保持台２の上に、フランジ１２を
有する石英製反応容器５が載置されている。フランジ１
２はＨＦガスによる腐食を防ぐためにフッ化不動体処理
を施している。成膜用ガスノズル３と排気管４と第１の
ガスノズル８と第２のガスノズル９はフランジ１２を介
して石英製反応容器５に接続されている。加熱用熱源６
は石英製反応容器５の周囲に載置されている。加熱用熱
源６と石英製反応容器５を覆うように外囲器１１が載置
されており、この外囲器１１には強制冷却装置１０が接
続されている。第１のガスノズル８はＨＦ処理のための
ものでＨＦガスが導入され、また第２のガスノズルは成
膜のためのもので酸素ガスが導入される。外囲器１１と
強制冷却装置１０は石英製反応容器５を冷却するために
設けている。第１のガスノズル８と第２のガスノズル９
を設けることにより、石英製反応容器５内でＨＦ処理と
気相成長が連続的に行えるようになるが、次のウェハ処
理のために石英製反応容器５内の温度を下げる必要があ
り、そのために石英製反応容器５と加熱用熱源を外囲器
１１で囲み、冷却媒体を外囲器１１と石英製反応容器５
および加熱用熱源６との間隙に封入し、強制冷却装置１
０により冷却媒体を循環させる。冷却媒体には大気やヘ
リウムがよい。
【００１０】ウェハ１表面に酸化膜を成膜する場合、先
ず、石英製反応容器５に搬入されたウェハ１表面に形成
されている自然酸化膜をＨＦ処理により除去する。次
に、石英製反応容器５を昇温した後、酸素ガスを容器５
内に供給し、ウェハ１表面上に界面酸化膜を形成する。
その後ポリシリコン等を成長させると、所望のトランジ
スタを得ることができる。
ず、石英製反応容器５に搬入されたウェハ１表面に形成
されている自然酸化膜をＨＦ処理により除去する。次
に、石英製反応容器５を昇温した後、酸素ガスを容器５
内に供給し、ウェハ１表面上に界面酸化膜を形成する。
その後ポリシリコン等を成長させると、所望のトランジ
スタを得ることができる。
【００１１】ところで、酸化膜の形成に減圧酸化法を用
いると、常圧酸化法と比較して、酸化膜を薄く、しかも
面内で均一に形成することができる。また酸化膜の形成
には酸化ガスによるドライ酸化法の他に、水蒸気による
ウェット酸化法を用いてもよく、この時、ウェハ１の温
度を６００〜７００℃とすると一層均一にすることがで
きる。
いると、常圧酸化法と比較して、酸化膜を薄く、しかも
面内で均一に形成することができる。また酸化膜の形成
には酸化ガスによるドライ酸化法の他に、水蒸気による
ウェット酸化法を用いてもよく、この時、ウェハ１の温
度を６００〜７００℃とすると一層均一にすることがで
きる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
石英製反応容器において自然酸化膜除去と界面酸化膜の
成膜を連続的かつ高速で行える気相成長装置を提供でき
る。
石英製反応容器において自然酸化膜除去と界面酸化膜の
成膜を連続的かつ高速で行える気相成長装置を提供でき
る。
【図１】 本発明の実施例による気相成長装置の断面
図。
図。
【図２】 従来の気相成長装置の断面図。
１ ウェハ ２ ウェハ保持台 ３ 成膜ガス用ノズル ４ 排気管 ５ 石英製反応容器 ６ 加熱用熱源 ７ ロードロック室 ８ 第１のガスノズル ９ 第２のガスノズル １０ 強制冷却装置 １１ 外囲器 １２ フランジ
Claims (3)
- 【請求項１】 成膜ガス用ノズルとガス排気管を有し、
反応容器内に半導体基板を載置し前記反応容器外周部に
加熱用熱源を配置して前記半導体基板上に所定の膜を気
相成長させるための気相成長装置において、前記反応容
器内に前記半導体基板表面の酸化膜をエッチングするＨ
Ｆガスが供給される第１のガスノズルと、前記半導体基
板表面を酸化するＯ2 ガスが供給される第２のガスノズ
ルを具備することを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の気相成長装置において、
前記反応容器と前記加熱用電源を冷却する強制冷却装置
を具備することを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項３】 反応容器内に半導体基板を載置する工程
と、 前記半導体基板に形成されている自然酸化膜をＨＦガス
によって除去する工程と、 前記半導体基板表面に界面酸化膜を形成する工程とを有
する気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18108394A JPH0845852A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 気相成長装置と気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18108394A JPH0845852A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 気相成長装置と気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845852A true JPH0845852A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16094523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18108394A Pending JPH0845852A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 気相成長装置と気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845852A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101014062B1 (ko) * | 2003-10-14 | 2011-02-14 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 성막 방법 및 성막 장치 |
| JP2012199306A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
-
1994
- 1994-08-02 JP JP18108394A patent/JPH0845852A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101014062B1 (ko) * | 2003-10-14 | 2011-02-14 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 성막 방법 및 성막 장치 |
| JP2012199306A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
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