JPH1116903A - 湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法 - Google Patents
湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 湿式酸化膜の成長厚さを調節することができ
るようにする。 【解決手段】 第１不活性ガスと酸素を含有する第１ガ
ス混合物、及び第２不活性ガスを流入させつつ、薄膜酸
化膜を形成しようとする半導体ウェーハを反応炉にロー
ディングし、それらを薄膜酸化膜を形成しようとする半
導体ウェーハが入っている反応炉に流入させつつ、反応
炉の内部温度を所定の第１温度に維持し、第１不活性ガ
スと酸素を含有する第２ガス混合物と第２不活性ガスを
反応炉に流入させつつ、反応炉の内部温度を所定の第２
温度に上昇させ、第１不活性ガスと酸素を含有する第３
ガス混合物、及び第２不活性ガスを反応炉に流入させつ
つ、温度を維持し、第２不活性ガスを反応炉に流入させ
つつ、熱分解性水蒸気を含有する第４ガス混合物を用い
て湿式酸化反応を行って酸化膜を形成し、第１不活性ガ
ス及び第２不活性ガスを反応炉に流入させつつ、反応炉
の温度を維持する。
るようにする。 【解決手段】 第１不活性ガスと酸素を含有する第１ガ
ス混合物、及び第２不活性ガスを流入させつつ、薄膜酸
化膜を形成しようとする半導体ウェーハを反応炉にロー
ディングし、それらを薄膜酸化膜を形成しようとする半
導体ウェーハが入っている反応炉に流入させつつ、反応
炉の内部温度を所定の第１温度に維持し、第１不活性ガ
スと酸素を含有する第２ガス混合物と第２不活性ガスを
反応炉に流入させつつ、反応炉の内部温度を所定の第２
温度に上昇させ、第１不活性ガスと酸素を含有する第３
ガス混合物、及び第２不活性ガスを反応炉に流入させつ
つ、温度を維持し、第２不活性ガスを反応炉に流入させ
つつ、熱分解性水蒸気を含有する第４ガス混合物を用い
て湿式酸化反応を行って酸化膜を形成し、第１不活性ガ
ス及び第２不活性ガスを反応炉に流入させつつ、反応炉
の温度を維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板又はウ
ェーハに酸化膜を形成させる方法に関し、より詳細に
は、湿式酸化工程時に不活性ガスを注入することによ
り、酸化膜の厚さ及び成長時間を調節することができ
る、湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法に関するも
のである。
ェーハに酸化膜を形成させる方法に関し、より詳細に
は、湿式酸化工程時に不活性ガスを注入することによ
り、酸化膜の厚さ及び成長時間を調節することができ
る、湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置が高集積化するに応じて、半
導体装置を構成する素子のサイズが微細化されており、
これにより、ウェーハ製造工程も一層複雑になってい
る。特に、ウェーハの大口径化に従って、ウェーハに酸
化膜を形成するための拡散炉の口径も増大している反
面、拡散炉で成長させる酸化膜は、薄膜化及び高品質化
が要求されている。
導体装置を構成する素子のサイズが微細化されており、
これにより、ウェーハ製造工程も一層複雑になってい
る。特に、ウェーハの大口径化に従って、ウェーハに酸
化膜を形成するための拡散炉の口径も増大している反
面、拡散炉で成長させる酸化膜は、薄膜化及び高品質化
が要求されている。
【０００３】半導体産業において、二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）膜（以下、酸化膜という）は、非常に多様な用
途に使用されている。例えば、酸化膜は、各素子を電気
的に絶縁するフィールド酸化膜として使用され、ゲート
酸化膜として使用され、又は金属配線を絶縁し且つ外部
環境から半導体装置を保護するパッシベーション層とし
て使用される。
ｉＯ2）膜（以下、酸化膜という）は、非常に多様な用
途に使用されている。例えば、酸化膜は、各素子を電気
的に絶縁するフィールド酸化膜として使用され、ゲート
酸化膜として使用され、又は金属配線を絶縁し且つ外部
環境から半導体装置を保護するパッシベーション層とし
て使用される。
【０００４】酸化膜は、酸素を用いた乾式方法又は酸化
剤として水蒸気を用いた湿式方法で形成することができ
る。その中、湿式酸化法は、酸化膜の成長速度が早いの
で、主に厚膜酸化膜を形成するに使用されている。しか
しながら、最近、湿式方法は、厚さが約３００Å以下の
薄膜酸化膜を形成するにも使用されている。これは、湿
式酸化法は、乾式酸化法に比べて酸化膜の成長速度が早
く、高品質の酸化膜が得られるからである。
剤として水蒸気を用いた湿式方法で形成することができ
る。その中、湿式酸化法は、酸化膜の成長速度が早いの
で、主に厚膜酸化膜を形成するに使用されている。しか
しながら、最近、湿式方法は、厚さが約３００Å以下の
薄膜酸化膜を形成するにも使用されている。これは、湿
式酸化法は、乾式酸化法に比べて酸化膜の成長速度が早
く、高品質の酸化膜が得られるからである。
【０００５】湿式酸化法による酸化膜の形成方法及び特
徴は、例えば、Silicon ProcessingFor The VLSI Era,
Volume 1、ＵＳＰ第5,244,834号及びＵＳＰ第5,210,056
号に詳細に記述されている。
徴は、例えば、Silicon ProcessingFor The VLSI Era,
Volume 1、ＵＳＰ第5,244,834号及びＵＳＰ第5,210,056
号に詳細に記述されている。
【０００６】従来の湿式酸化法について図６及び図７を
参照として説明する。
参照として説明する。
【０００７】図６は、従来の湿式酸化工程に使用される
反応炉（ヒーター）の模式図であり、図７は、時間の経
過に関連して従来の湿式酸化工程に使用されたガスの種
類及び温度の範囲を示すグラフである。
反応炉（ヒーター）の模式図であり、図７は、時間の経
過に関連して従来の湿式酸化工程に使用されたガスの種
類及び温度の範囲を示すグラフである。
【０００８】図６を参照すると、酸化工程を進行するた
めのウェーハ（図示せず）が積層されているウェーハ積
層部８０が、反応炉１００内に密封されて位置してい
る。反応炉１００の上部には、ガス入口７０が形成され
ており、ガス入口７０には、配管６０を介してバーナー
５０が連結されている。反応炉１００にガスを供給する
ためのガス供給配管について詳細に説明すると、窒素ガ
ス、酸素ガス及び水素ガスが、各々供給配管１０、１２
及び１４を介して反応炉１００に供給される。また、こ
れらの供給配管には、各々反応炉１００に供給されるガ
スの量を調節するための質量流れ調節器(mass flow con
troller;ＭＦＣ)４０及びガスの流れを遮断するための
エア弁３０が装着されている。
めのウェーハ（図示せず）が積層されているウェーハ積
層部８０が、反応炉１００内に密封されて位置してい
る。反応炉１００の上部には、ガス入口７０が形成され
ており、ガス入口７０には、配管６０を介してバーナー
５０が連結されている。反応炉１００にガスを供給する
ためのガス供給配管について詳細に説明すると、窒素ガ
ス、酸素ガス及び水素ガスが、各々供給配管１０、１２
及び１４を介して反応炉１００に供給される。また、こ
れらの供給配管には、各々反応炉１００に供給されるガ
スの量を調節するための質量流れ調節器(mass flow con
troller;ＭＦＣ)４０及びガスの流れを遮断するための
エア弁３０が装着されている。
【０００９】ＭＦＣ４０及びエア弁３０を通過したガス
は、バーナー５０及び供給配管６０を介して反応炉１０
０内に導入される。これらのガスのうち、酸素ガス及び
窒素ガスは、各々エア弁３０を通過した後、１つの配管
２０でまとめられてバーナー５０に導入され、水素ガス
は、別に配管２２を介してバーナー５０に導入される。
は、バーナー５０及び供給配管６０を介して反応炉１０
０内に導入される。これらのガスのうち、酸素ガス及び
窒素ガスは、各々エア弁３０を通過した後、１つの配管
２０でまとめられてバーナー５０に導入され、水素ガス
は、別に配管２２を介してバーナー５０に導入される。
【００１０】ウェーハ積層部８０に保持されたシリコン
ウェーハが反応炉にローディングされる際、窒素ガスが
配管１０を介して反応炉内に流入される。反応炉１００
の内部温度は、約６００℃−６５０℃に維持される。ま
た、反応路の周辺に設置されたヒーターにより約５分間
一定の温度に維持させながら（初期温度安定化工程）、
窒素ガスが反応炉内部に続いて流れるようにする。
ウェーハが反応炉にローディングされる際、窒素ガスが
配管１０を介して反応炉内に流入される。反応炉１００
の内部温度は、約６００℃−６５０℃に維持される。ま
た、反応路の周辺に設置されたヒーターにより約５分間
一定の温度に維持させながら（初期温度安定化工程）、
窒素ガスが反応炉内部に続いて流れるようにする。
【００１１】次に、酸素ガスを反応炉内部に導入しつ
つ、反応炉の温度を約８５０℃−１０００℃に上昇させ
る。そうすると、ウェーハのシリコン表面と酸素とが反
応して、ウェーハ上に初期酸化膜を形成することにな
る。反応炉の内部温度が所定の温度に到達すると、温度
を安定化させる工程を進行する。この所定の温度は、酸
化工程条件によって異なり、約８５０℃−約１０００℃
の温度範囲を有する。反応炉の内部温度が安定化される
と、水素及び酸素ガスを同時に流入させて、湿式酸化膜
を成長させる湿式酸化工程を進行する。この際、酸素及
び水素ガスは、バーナー５０でお互いに化学反応をし、
水蒸気状態で反応炉１００に供給される。
つ、反応炉の温度を約８５０℃−１０００℃に上昇させ
る。そうすると、ウェーハのシリコン表面と酸素とが反
応して、ウェーハ上に初期酸化膜を形成することにな
る。反応炉の内部温度が所定の温度に到達すると、温度
を安定化させる工程を進行する。この所定の温度は、酸
化工程条件によって異なり、約８５０℃−約１０００℃
の温度範囲を有する。反応炉の内部温度が安定化される
と、水素及び酸素ガスを同時に流入させて、湿式酸化膜
を成長させる湿式酸化工程を進行する。この際、酸素及
び水素ガスは、バーナー５０でお互いに化学反応をし、
水蒸気状態で反応炉１００に供給される。
【００１２】湿式酸化工程が完了された後、反応炉の内
部に窒素ガスだけを流入させつつ、後期温度安定化工程
を進行する。その後、反応炉の温度を下降させ、ウェー
ハを反応炉１００からアンローディングする。
部に窒素ガスだけを流入させつつ、後期温度安定化工程
を進行する。その後、反応炉の温度を下降させ、ウェー
ハを反応炉１００からアンローディングする。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】現在、湿式酸化を進行
する反応炉は、湿式酸化を進行するため、酸素ガスと水
素ガスをバーナーで熱反応させ、この熱反応により発生
した水蒸気を拡散炉に注入させることにより、シリコン
ウェーハに酸化膜を成長させている。しかしながら、こ
のような工程では、酸化膜の成長が早いので、酸化膜の
厚さ及び品質を調節することが難しい。かかる問題を解
決するため、バーナーに不活性ガスを注入することを提
案することができる。ところが、この場合、不活性ガス
が、水素と酸素ガスの熱反応を阻害して水蒸気を発生す
ることができなくなり、これにより、湿式酸化を行うこ
とができない。
する反応炉は、湿式酸化を進行するため、酸素ガスと水
素ガスをバーナーで熱反応させ、この熱反応により発生
した水蒸気を拡散炉に注入させることにより、シリコン
ウェーハに酸化膜を成長させている。しかしながら、こ
のような工程では、酸化膜の成長が早いので、酸化膜の
厚さ及び品質を調節することが難しい。かかる問題を解
決するため、バーナーに不活性ガスを注入することを提
案することができる。ところが、この場合、不活性ガス
が、水素と酸素ガスの熱反応を阻害して水蒸気を発生す
ることができなくなり、これにより、湿式酸化を行うこ
とができない。
【００１４】また、大口径ウェーハの湿式酸化におい
て、水蒸気の分圧を低めるに限界があり、よって、酸化
膜の厚さを調節することが困難である。
て、水蒸気の分圧を低めるに限界があり、よって、酸化
膜の厚さを調節することが困難である。
【００１５】従って、本発明は、湿式酸化工程を適用し
てウェーハに酸化膜を形成する際、酸化膜の厚さを調節
しがたいという従来の欠点を克服するためになされたも
のであって、本発明の目的は、湿式酸化膜の成長厚さを
調節することができる湿式酸化膜を用いた薄膜酸化膜の
形成方法を提供することにある。
てウェーハに酸化膜を形成する際、酸化膜の厚さを調節
しがたいという従来の欠点を克服するためになされたも
のであって、本発明の目的は、湿式酸化膜の成長厚さを
調節することができる湿式酸化膜を用いた薄膜酸化膜の
形成方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によると、半導体ウェーハ上に薄膜酸化膜を
形成する方法であって、第１不活性ガスと酸素を含有す
る第１ガス混合物、及び第２不活性ガス（ここで、前記
第１不活性ガスと第２不活性ガスは、窒素、アルゴン、
ヘリウム及びこれらの混合物よりなる群から選ばれるも
のである）を、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウ
ェーハが入っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉
の内部温度を所定の第１温度に維持する段階（第１温度
安定化段階）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する
第２ガス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉
に流入させつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温
度に上昇させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活
性ガスと酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２
不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維
持する段階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性
ガスを前記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogeni
c)水蒸気を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反
応を行って前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）
と、前記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記
反応炉に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段
階（第３温度安定化段階）とを含む方法が提供される。
め、本発明によると、半導体ウェーハ上に薄膜酸化膜を
形成する方法であって、第１不活性ガスと酸素を含有す
る第１ガス混合物、及び第２不活性ガス（ここで、前記
第１不活性ガスと第２不活性ガスは、窒素、アルゴン、
ヘリウム及びこれらの混合物よりなる群から選ばれるも
のである）を、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウ
ェーハが入っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉
の内部温度を所定の第１温度に維持する段階（第１温度
安定化段階）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する
第２ガス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉
に流入させつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温
度に上昇させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活
性ガスと酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２
不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維
持する段階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性
ガスを前記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogeni
c)水蒸気を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反
応を行って前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）
と、前記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記
反応炉に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段
階（第３温度安定化段階）とを含む方法が提供される。
【００１７】また、本発明によると、半導体ウェーハ上
に薄膜酸化膜を形成する方法であって、第１不活性ガス
と酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活性ガス
を流入させつつ（前記第１不活性ガスと第２不活性ガス
は、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合物より
なる群から選ばれるものである）、薄膜酸化膜を形成し
ようとする半導体ウェーハを反応炉にローディングする
段階（ウェーハローディング段階）と、第１不活性ガス
と酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活性ガス
を、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウェーハが入
っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉の内部温度
を所定の第１温度に維持する段階（第１温度安定化段
階）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガス
混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入さ
せつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上昇
させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活性ガスと
酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２不活性ガ
スを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維持する段
階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性ガスを前
記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogenic)水蒸気
を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反応を行っ
て前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）と、前記
第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に
流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階（第３
温度安定化段階）とを含むことを特徴とする方法が提供
される。
に薄膜酸化膜を形成する方法であって、第１不活性ガス
と酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活性ガス
を流入させつつ（前記第１不活性ガスと第２不活性ガス
は、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合物より
なる群から選ばれるものである）、薄膜酸化膜を形成し
ようとする半導体ウェーハを反応炉にローディングする
段階（ウェーハローディング段階）と、第１不活性ガス
と酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活性ガス
を、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウェーハが入
っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉の内部温度
を所定の第１温度に維持する段階（第１温度安定化段
階）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガス
混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入さ
せつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上昇
させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活性ガスと
酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２不活性ガ
スを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維持する段
階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性ガスを前
記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogenic)水蒸気
を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反応を行っ
て前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）と、前記
第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に
流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階（第３
温度安定化段階）とを含むことを特徴とする方法が提供
される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明を要約すると、半導体ウェ
ーハ上に薄膜酸化膜を形成する方法であって、第１不活
性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活
性ガスを流入させつつ（前記第１不活性ガスと第２不活
性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合
物よりなる群から選ばれるものである）、薄膜酸化膜を
形成しようとする半導体ウェーハを反応炉にローディン
グする段階（ウェーハローディング段階）と、第１不活
性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活
性ガスを、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウェー
ハが入っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉の内
部温度を所定の第１温度に維持する段階（第１温度安定
化段）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガ
ス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入
させつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上
昇させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活性ガス
と酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２不活性
ガスを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維持する
段階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性ガスを
前記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogenic)水蒸
気を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反応を行
って前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）と、前
記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応炉
に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階（第
３温度安定化段階）とを含むことを特徴とする湿式酸化
を用いた薄膜酸化膜の形成方法である。
ーハ上に薄膜酸化膜を形成する方法であって、第１不活
性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活
性ガスを流入させつつ（前記第１不活性ガスと第２不活
性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合
物よりなる群から選ばれるものである）、薄膜酸化膜を
形成しようとする半導体ウェーハを反応炉にローディン
グする段階（ウェーハローディング段階）と、第１不活
性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び第２不活
性ガスを、薄膜酸化膜を形成しようとする半導体ウェー
ハが入っている反応炉に流入させつつ、前記反応炉の内
部温度を所定の第１温度に維持する段階（第１温度安定
化段）と、前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガ
ス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入
させつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上
昇させる段階（温度上昇段階）と、前記第１不活性ガス
と酸素を含有する第３ガス混合物、及び前記第２不活性
ガスを前記反応炉に流入させつつ、前記温度を維持する
段階（第２温度安定化段階）と、前記第２不活性ガスを
前記反応炉に流入させつつ、熱分解性(pyrogenic)水蒸
気を含有する第４ガス混合物を用いて湿式酸化反応を行
って前記酸化膜を形成する段階（湿式酸化段階）と、前
記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応炉
に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階（第
３温度安定化段階）とを含むことを特徴とする湿式酸化
を用いた薄膜酸化膜の形成方法である。
【００１９】以下、図面を参照として本発明をより詳細
に説明する。
に説明する。
【００２０】図１は、本発明による湿式酸化工程に使用
される反応炉にガスを供給するための配管を示す模式図
であり、図２は、本発明による湿式酸化工程においてキ
ャリアとして不活性ガスを用いた酸化膜形成工程を示す
流れ図であり、図３は、時間の経過に関連して本発明に
よる湿式酸化工程に使用されたガスの種類及び温度の範
囲を示すグラフである。
される反応炉にガスを供給するための配管を示す模式図
であり、図２は、本発明による湿式酸化工程においてキ
ャリアとして不活性ガスを用いた酸化膜形成工程を示す
流れ図であり、図３は、時間の経過に関連して本発明に
よる湿式酸化工程に使用されたガスの種類及び温度の範
囲を示すグラフである。
【００２１】図１を参照すると、不活性ガス供給配管１
０の第１不活性ガス及び酸素ガス供給配管１２の酸素ガ
スは、各々質量流れ調節器(mass flow controller;ＭＦ
Ｃ）４２及びエア弁３２を介して、そして単一配管２５
を介してバーナー５２に供給される。ここで、ＭＦＣ４
２は、ガスの流れを調節する役割をし、エア弁３２は、
ガスの流れを遮断する役割をする。水素ガス供給配管１
４の水素ガスは、別個の配管２７を介してバーナー５２
に供給される。第１不活性ガス供給配管１０は、分岐配
管６５を有する。分岐配管６５には、ＭＦＣ４５が形成
されており、バーナー５２に連結されることなく、反応
炉１０２のヘッド７２に直接的に連結される。即ち、Ｍ
ＦＣ４５を通過した不活性ガスは、バーナー５２に導入
されない。以下、バーナー５２を通過する不活性ガスを
第１不活性ガスと言い、バーナー５２を通過することな
く、直接的に反応炉のヘッドに供給される不活性ガスを
第２不活性ガスと言う。第１及び第２不活性ガスは、窒
素、アルゴン、ヘリウム又はこれらの混合物よりなる群
から選ばれる。図１において、不活性ガスは、窒素を示
す。
０の第１不活性ガス及び酸素ガス供給配管１２の酸素ガ
スは、各々質量流れ調節器(mass flow controller;ＭＦ
Ｃ）４２及びエア弁３２を介して、そして単一配管２５
を介してバーナー５２に供給される。ここで、ＭＦＣ４
２は、ガスの流れを調節する役割をし、エア弁３２は、
ガスの流れを遮断する役割をする。水素ガス供給配管１
４の水素ガスは、別個の配管２７を介してバーナー５２
に供給される。第１不活性ガス供給配管１０は、分岐配
管６５を有する。分岐配管６５には、ＭＦＣ４５が形成
されており、バーナー５２に連結されることなく、反応
炉１０２のヘッド７２に直接的に連結される。即ち、Ｍ
ＦＣ４５を通過した不活性ガスは、バーナー５２に導入
されない。以下、バーナー５２を通過する不活性ガスを
第１不活性ガスと言い、バーナー５２を通過することな
く、直接的に反応炉のヘッドに供給される不活性ガスを
第２不活性ガスと言う。第１及び第２不活性ガスは、窒
素、アルゴン、ヘリウム又はこれらの混合物よりなる群
から選ばれる。図１において、不活性ガスは、窒素を示
す。
【００２２】本発明の特徴によると、第２不活性ガス
は、湿式酸化工程を含む全工程にわたって別個の配管を
介して反応炉に導入される。
は、湿式酸化工程を含む全工程にわたって別個の配管を
介して反応炉に導入される。
【００２３】本発明の工程では、まず、酸化膜を形成す
るためのウェーハが、反応炉１０２にローディングされ
る（ステップ１）。次いで、第１温度安定化工程が進行
される（ステップ２）。この際、反応炉１０２の温度
は、約５分乃至約７分間約６５０℃に維持されており、
同時に、第１不活性ガス（純粋窒素ガス）と少量の酸素
ガスが反応炉１０２に流入される。より詳細には、５Ｌ
／ｍｉｎ乃至１０Ｌ／minの第１不活性ガスと５００ml
／minの酸素ガスを含む第１ガス混合物を、配管６２を
介して流入させ、５Ｌ／min乃至１０Ｌ／minの第２不活
性ガスを配管６５を介して流入させる。第１不活性ガス
と第２不活性ガスを合した総体積に対する酸素の体積比
は、約２．５−５％の範囲に設定することができる。
るためのウェーハが、反応炉１０２にローディングされ
る（ステップ１）。次いで、第１温度安定化工程が進行
される（ステップ２）。この際、反応炉１０２の温度
は、約５分乃至約７分間約６５０℃に維持されており、
同時に、第１不活性ガス（純粋窒素ガス）と少量の酸素
ガスが反応炉１０２に流入される。より詳細には、５Ｌ
／ｍｉｎ乃至１０Ｌ／minの第１不活性ガスと５００ml
／minの酸素ガスを含む第１ガス混合物を、配管６２を
介して流入させ、５Ｌ／min乃至１０Ｌ／minの第２不活
性ガスを配管６５を介して流入させる。第１不活性ガス
と第２不活性ガスを合した総体積に対する酸素の体積比
は、約２．５−５％の範囲に設定することができる。
【００２４】第１温度安定化工程後、反応炉の周辺にあ
るヒーターコイル（図示せず）を加熱することにより、
反応炉１０２の内部温度を上昇させる温度上昇工程が引
き続く（ステップ３）。この際、温度上昇工程では、反
応炉の温度を約８００−９００℃に上昇させつつ、第２
ガス混合物及び第２不活性ガスを各々配管６２及び６５
を介して反応炉１０２に流入させる。第２ガス混合物
は、第１温度安定化工程で使用された第１ガス混合物と
同様の組成を有する。温度上昇工程は、約２０分乃至約
３０分間行われる。
るヒーターコイル（図示せず）を加熱することにより、
反応炉１０２の内部温度を上昇させる温度上昇工程が引
き続く（ステップ３）。この際、温度上昇工程では、反
応炉の温度を約８００−９００℃に上昇させつつ、第２
ガス混合物及び第２不活性ガスを各々配管６２及び６５
を介して反応炉１０２に流入させる。第２ガス混合物
は、第１温度安定化工程で使用された第１ガス混合物と
同様の組成を有する。温度上昇工程は、約２０分乃至約
３０分間行われる。
【００２５】温度上昇工程時において、反応炉の内部に
積層されたウェーハの表面が、窒素ガスに含まれた少量
の酸素ガスと反応することになり、これにより、ウェー
ハ上に約５Å乃至３０Åの厚さを有する酸化膜が形成さ
れる。反応炉内の圧力は、常圧の雰囲気に維持される。
積層されたウェーハの表面が、窒素ガスに含まれた少量
の酸素ガスと反応することになり、これにより、ウェー
ハ上に約５Å乃至３０Åの厚さを有する酸化膜が形成さ
れる。反応炉内の圧力は、常圧の雰囲気に維持される。
【００２６】温度上昇工程後、第２温度安定化工程が引
き続く（ステップ４）。第２温度安定化工程は、第３ガ
ス混合物及び第２不活性ガスを各々配管６２及び６５を
介して反応炉１０２に流入させつつ、温度を一定に維持
する工程である。第３ガス混合物は、第１温度安定化工
程で使用された第１ガス混合物と同様の組成を有する。
この工程は、約７分乃至約９分間行われる。
き続く（ステップ４）。第２温度安定化工程は、第３ガ
ス混合物及び第２不活性ガスを各々配管６２及び６５を
介して反応炉１０２に流入させつつ、温度を一定に維持
する工程である。第３ガス混合物は、第１温度安定化工
程で使用された第１ガス混合物と同様の組成を有する。
この工程は、約７分乃至約９分間行われる。
【００２７】第２温度安定化工程は、湿式酸化工程を進
行する前に、反応炉の温度分布を一定に維持するために
行われる。従って、温度上昇工程で上昇させた反応炉の
温度が、第２温度安定化工程により安定的に維持される
ことができる。もし、反応炉の温度が不安定な状態で、
湿式酸化工程を進行する場合、ウェーハ上に成長される
酸化膜の成長速度及び品質を調節することが困難にな
る。
行する前に、反応炉の温度分布を一定に維持するために
行われる。従って、温度上昇工程で上昇させた反応炉の
温度が、第２温度安定化工程により安定的に維持される
ことができる。もし、反応炉の温度が不安定な状態で、
湿式酸化工程を進行する場合、ウェーハ上に成長される
酸化膜の成長速度及び品質を調節することが困難にな
る。
【００２８】第２温度安定化工程後、湿式酸化工程が進
行される（ステップ５）。湿式酸化工程は、第１燃焼工
程と第２燃焼工程を含む。第１燃焼工程では、図１のバ
ーナー５２を通過する第１不活性ガスの流れは中断さ
せ、約５Ｌ／min乃至１０Ｌ／minの第２不活性ガスを配
管６５を介して反応炉１０２に流入させ、約３Ｌ／min
の酸素を配管６２を介して反応炉１０２に流入させる。
第１燃焼工程は、約１分乃至２分間実施し、反応炉内部
では酸素の分圧が高まって酸化膜の形成が活発になされ
るようにする。
行される（ステップ５）。湿式酸化工程は、第１燃焼工
程と第２燃焼工程を含む。第１燃焼工程では、図１のバ
ーナー５２を通過する第１不活性ガスの流れは中断さ
せ、約５Ｌ／min乃至１０Ｌ／minの第２不活性ガスを配
管６５を介して反応炉１０２に流入させ、約３Ｌ／min
の酸素を配管６２を介して反応炉１０２に流入させる。
第１燃焼工程は、約１分乃至２分間実施し、反応炉内部
では酸素の分圧が高まって酸化膜の形成が活発になされ
るようにする。
【００２９】第２燃焼工程では、第１燃焼工程と同様の
条件下に約３Ｌ／minの水素をバーナー５２を介して反
応炉１０２に流入する。そうすると、酸素と水素がバー
ナー５２で混合されることになり、バーナー５２に加え
られた熱により酸素と水素がお互いに化学反応をして熱
分解性(pyrogenic)水蒸気が形成される。第２燃焼工程
は、約１分間行われ、湿式酸化膜を形成するための初期
水蒸気を形成する役割をする。
条件下に約３Ｌ／minの水素をバーナー５２を介して反
応炉１０２に流入する。そうすると、酸素と水素がバー
ナー５２で混合されることになり、バーナー５２に加え
られた熱により酸素と水素がお互いに化学反応をして熱
分解性(pyrogenic)水蒸気が形成される。第２燃焼工程
は、約１分間行われ、湿式酸化膜を形成するための初期
水蒸気を形成する役割をする。
【００３０】続けて、湿式酸化工程が約２０分乃至約３
０分間一定の温度で進行される。この工程で流入される
第２不活性ガスの量は、湿式酸化工程の温度、時間、所
望の酸化膜の厚さ等によって広い範囲で選択することが
できる。例えば、後述する表１、図４及び図５に示すよ
うに、湿式酸化温度と第２不活性ガスの量を多様に変化
させて湿式酸化工程を進行して得られたデータを参照と
して決定することができる。具体的な例を挙げると、約
２．５−１０Ｌ／minの第２不活性ガス、及び約２−５
Ｌ／minの酸素と約３−７．５Ｌ／minの水素の化学的反
応により発生する熱分解性水蒸気を含むガス混合物を、
各々配管６２及び６５を介して反応炉１０２に流入させ
つつ、湿式酸化工程を進行する。この際、第１不活性ガ
スは、バーナー５２に流入されないので、酸素と水素の
反応を妨害しない。バーナー５２で発生した水蒸気と第
２不活性ガスは、反応炉のヘッド７２で混合されて反応
炉１０２に流入される。第２不活性ガスは、酸化膜の形
成に参与しない。かえって、反応炉内部の分圧を一定に
維持させ、酸化膜の成長速度を緩める役割をする。これ
は、酸化膜の厚さを容易に調節することができることを
意味する。
０分間一定の温度で進行される。この工程で流入される
第２不活性ガスの量は、湿式酸化工程の温度、時間、所
望の酸化膜の厚さ等によって広い範囲で選択することが
できる。例えば、後述する表１、図４及び図５に示すよ
うに、湿式酸化温度と第２不活性ガスの量を多様に変化
させて湿式酸化工程を進行して得られたデータを参照と
して決定することができる。具体的な例を挙げると、約
２．５−１０Ｌ／minの第２不活性ガス、及び約２−５
Ｌ／minの酸素と約３−７．５Ｌ／minの水素の化学的反
応により発生する熱分解性水蒸気を含むガス混合物を、
各々配管６２及び６５を介して反応炉１０２に流入させ
つつ、湿式酸化工程を進行する。この際、第１不活性ガ
スは、バーナー５２に流入されないので、酸素と水素の
反応を妨害しない。バーナー５２で発生した水蒸気と第
２不活性ガスは、反応炉のヘッド７２で混合されて反応
炉１０２に流入される。第２不活性ガスは、酸化膜の形
成に参与しない。かえって、反応炉内部の分圧を一定に
維持させ、酸化膜の成長速度を緩める役割をする。これ
は、酸化膜の厚さを容易に調節することができることを
意味する。
【００３１】ここで、不活性ガス希釈湿式酸化(inert g
as dilution for wet oxidation)の理論的背景について
説明する。
as dilution for wet oxidation)の理論的背景について
説明する。
【００３２】シリコンの高温酸化についてはいろいろの
理論があるが、それらのうち、DEAL-GROVEの理論では、
シリコン基板上に酸化膜が成長する過程を次のように説
明している。
理論があるが、それらのうち、DEAL-GROVEの理論では、
シリコン基板上に酸化膜が成長する過程を次のように説
明している。
【００３３】段階１：気相状態の酸化剤（水蒸気又は酸
素）が酸化膜の表面に吸着する段階。
素）が酸化膜の表面に吸着する段階。
【００３４】段階２：酸化膜が拡散により移動する段
階。
階。
【００３５】段階３：シリコンと酸化膜間の界面で反応
して新たな酸化膜を成長させる段階。
して新たな酸化膜を成長させる段階。
【００３６】段階１において、酸化剤の酸化膜表面への
吸着は、Henryの法則により酸化剤の分圧に比例する。
したがって、湿式酸化工程の際、反応炉内部の酸化剤の
分圧を低下させるため、適当量の不活性ガスを一緒に注
入するものである。反応炉内部における酸化剤の分圧を
低減するため、酸化剤の流量を減少させる方法も使用し
得る。しかるに、酸化剤の拡散速度が遅くなり、反応炉
内部を湿式酸化工程を行うに適切な雰囲気に作るに時間
が増加する。このため、ウェーハ内の酸化膜の散布及び
ウェーハとウェーハ間の酸化膜の散布が不良になり、均
一の製品を製造することができない。
吸着は、Henryの法則により酸化剤の分圧に比例する。
したがって、湿式酸化工程の際、反応炉内部の酸化剤の
分圧を低下させるため、適当量の不活性ガスを一緒に注
入するものである。反応炉内部における酸化剤の分圧を
低減するため、酸化剤の流量を減少させる方法も使用し
得る。しかるに、酸化剤の拡散速度が遅くなり、反応炉
内部を湿式酸化工程を行うに適切な雰囲気に作るに時間
が増加する。このため、ウェーハ内の酸化膜の散布及び
ウェーハとウェーハ間の酸化膜の散布が不良になり、均
一の製品を製造することができない。
【００３７】しかしながら、酸化剤の流量は少なく注入
した状態で、不活性ガスを適当量反応炉に流入すると、
反応炉内で不活性ガスがキャリア役割をして、酸化剤の
拡散速度を増加させ、ウェーハ内及びウェーハ間に気相
状態の酸化剤が均一に吸着できるようにする。さらに、
不活性ガスは、酸化剤の分圧を低減して、酸化膜表面に
吸着する酸化剤の濃度を減少させ、よって酸化膜の成長
速度を減少させる。これにより、ウェーハ内及びウェー
ハ間において酸化膜の散布が良好な製品を製造すること
ができる。
した状態で、不活性ガスを適当量反応炉に流入すると、
反応炉内で不活性ガスがキャリア役割をして、酸化剤の
拡散速度を増加させ、ウェーハ内及びウェーハ間に気相
状態の酸化剤が均一に吸着できるようにする。さらに、
不活性ガスは、酸化剤の分圧を低減して、酸化膜表面に
吸着する酸化剤の濃度を減少させ、よって酸化膜の成長
速度を減少させる。これにより、ウェーハ内及びウェー
ハ間において酸化膜の散布が良好な製品を製造すること
ができる。
【００３８】すなわち、本発明では、ウェーハのシリコ
ン基板上に成長される酸化膜の厚さを制御することがで
きるだけでなく、均一の酸化膜を成長させることがで
き、且つ酸化膜の品質を向上させることができる。
ン基板上に成長される酸化膜の厚さを制御することがで
きるだけでなく、均一の酸化膜を成長させることがで
き、且つ酸化膜の品質を向上させることができる。
【００３９】湿式酸化工程後、酸素と水素の供給を中断
し、第１、第２不活性ガスを反応炉に流入する第３温度
安定化工程が引き続く（ステップ６）。第３温度安定化
工程は、ウェーハ上に成長された湿式酸化膜を物理的に
安定化させるための工程であって、湿式酸化工程と同様
の温度条件で約１０分間実施する。第３温度安定化工程
時において、約１０Ｌ／minの第１不活性ガスと約５Ｌ
／minの第２不活性ガスが反応炉に流入される。
し、第１、第２不活性ガスを反応炉に流入する第３温度
安定化工程が引き続く（ステップ６）。第３温度安定化
工程は、ウェーハ上に成長された湿式酸化膜を物理的に
安定化させるための工程であって、湿式酸化工程と同様
の温度条件で約１０分間実施する。第３温度安定化工程
時において、約１０Ｌ／minの第１不活性ガスと約５Ｌ
／minの第２不活性ガスが反応炉に流入される。
【００４０】次に、温度下降工程を約４０分乃至６０分
間実施して反応炉の温度を約６５０℃に低める（ステッ
プ７）。温度下降工程後、湿式酸化膜が形成されたウェ
ーハを反応炉からアンローディングするアンローディン
グ工程を進行する（ステップ８）。温度下降工程及びア
ンローディング工程時において、第１、第２不活性ガス
が前述の第３温度安定化工程と同様の量で反応炉に流入
される。
間実施して反応炉の温度を約６５０℃に低める（ステッ
プ７）。温度下降工程後、湿式酸化膜が形成されたウェ
ーハを反応炉からアンローディングするアンローディン
グ工程を進行する（ステップ８）。温度下降工程及びア
ンローディング工程時において、第１、第２不活性ガス
が前述の第３温度安定化工程と同様の量で反応炉に流入
される。
【００４１】図４及び図５は、本発明による湿式酸化法
で成長させた酸化膜の厚さ及び結果を示すグラフであ
る。このグラフは、湿式酸化工程時に時間により成長さ
れる酸化膜の厚さを示したものであり、初期酸化膜の厚
さが２５Åであることは、前述の温度上昇工程時に成長
された初期酸化膜の厚さである。
で成長させた酸化膜の厚さ及び結果を示すグラフであ
る。このグラフは、湿式酸化工程時に時間により成長さ
れる酸化膜の厚さを示したものであり、初期酸化膜の厚
さが２５Åであることは、前述の温度上昇工程時に成長
された初期酸化膜の厚さである。
【００４２】図４及び図５において、ライン１は、従来
の技術による湿式酸化膜の成長速度曲線を示し、ライン
２、３、４及び５は、本発明による湿式酸化膜の成長曲
線である。ライン２、３、４及び５は、各々第２不活性
ガスを約５Ｌ／min、１０Ｌ／min、１２．５Ｌ／min及
び１５Ｌ／minの量で反応炉に流入する場合の酸化膜の
成長速度を示すものである。これらのグラフから、希釈
される第２不活性ガスの量が増加するほど、湿式酸化膜
の成長速度が減少することがわかる。
の技術による湿式酸化膜の成長速度曲線を示し、ライン
２、３、４及び５は、本発明による湿式酸化膜の成長曲
線である。ライン２、３、４及び５は、各々第２不活性
ガスを約５Ｌ／min、１０Ｌ／min、１２．５Ｌ／min及
び１５Ｌ／minの量で反応炉に流入する場合の酸化膜の
成長速度を示すものである。これらのグラフから、希釈
される第２不活性ガスの量が増加するほど、湿式酸化膜
の成長速度が減少することがわかる。
【００４３】また図４は、８２０℃で湿式酸化工程を進
行した結果を示すグラフであり、図７は、８５０℃で湿
式酸化工程を進行した結果を示すグラフである。ここで
は、９００℃で湿式酸化を進行したグラフは、省略し
た。図４、図５の結果及び９００℃での結果を表１に示
す。
行した結果を示すグラフであり、図７は、８５０℃で湿
式酸化工程を進行した結果を示すグラフである。ここで
は、９００℃で湿式酸化を進行したグラフは、省略し
た。図４、図５の結果及び９００℃での結果を表１に示
す。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１は、各湿式酸化温度による湿式酸化膜
の成長速度を示すものである。
の成長速度を示すものである。
【００４６】従来のように、第２不活性ガスを流入する
ことなく、８５０℃の温度で湿式酸化を進行する場合、
酸化膜は、分当たり約１４．５８Åの厚さに成長され
る。
ことなく、８５０℃の温度で湿式酸化を進行する場合、
酸化膜は、分当たり約１４．５８Åの厚さに成長され
る。
【００４７】これに対して、本発明では、８５０℃で湿
式酸化工程を進行する場合、使用された第２不活性ガス
の流量により酸化膜の成長速度が３．８４Å／min乃至
７．３７Å／minの範囲で変化する。これは、本発明の
方法が酸化膜の厚さを広い範囲で調節することができる
ことを意味する。
式酸化工程を進行する場合、使用された第２不活性ガス
の流量により酸化膜の成長速度が３．８４Å／min乃至
７．３７Å／minの範囲で変化する。これは、本発明の
方法が酸化膜の厚さを広い範囲で調節することができる
ことを意味する。
【００４８】また、図５を参照すると、従来の湿式酸化
膜の形成方法により約１００Åの酸化膜を成長させるた
めには、約６分がかかる。これに対して、本発明による
湿式酸化方法では、１０Ｌ／minの第２不活性ガスを反
応炉に流入しつつ、湿式酸化工程を進行すると、約１０
０Åの酸化膜を得るに約１５分がかかる。これは、所望
の厚さを有する酸化膜を成長させるに必要な時間を容易
に調整することができることを意味する。品質に優れる
薄膜酸化膜を得るためには、十分な成長温度と酸化時間
が必要である。さらに、酸化膜が成長する酸化温度（８
００−９００℃）の安定は、酸化膜の品質に影響を及ぼ
す。従って、湿式酸化膜の成長時間の増加は、酸化膜の
品質を一層高めることができることを意味する。
膜の形成方法により約１００Åの酸化膜を成長させるた
めには、約６分がかかる。これに対して、本発明による
湿式酸化方法では、１０Ｌ／minの第２不活性ガスを反
応炉に流入しつつ、湿式酸化工程を進行すると、約１０
０Åの酸化膜を得るに約１５分がかかる。これは、所望
の厚さを有する酸化膜を成長させるに必要な時間を容易
に調整することができることを意味する。品質に優れる
薄膜酸化膜を得るためには、十分な成長温度と酸化時間
が必要である。さらに、酸化膜が成長する酸化温度（８
００−９００℃）の安定は、酸化膜の品質に影響を及ぼ
す。従って、湿式酸化膜の成長時間の増加は、酸化膜の
品質を一層高めることができることを意味する。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による湿式
酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法によると、不活性ガ
スを用いて湿式酸化膜の成長速度を調節することがで
き、湿式方法で成長される酸化膜の厚さを容易に調節す
ることができるばかりでなく、形成される酸化膜の品質
を向上させることができる。
酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法によると、不活性ガ
スを用いて湿式酸化膜の成長速度を調節することがで
き、湿式方法で成長される酸化膜の厚さを容易に調節す
ることができるばかりでなく、形成される酸化膜の品質
を向上させることができる。
【図１】本発明による湿式酸化工程に使用される反応炉
にガスを供給するための配管を示す模式図である。
にガスを供給するための配管を示す模式図である。
【図２】本発明による湿式酸化工程においてキャリアと
して不活性ガスを用いた酸化膜形成工程を示す流れ図で
ある。
して不活性ガスを用いた酸化膜形成工程を示す流れ図で
ある。
【図３】時間の経過に関連して本発明による湿式酸化工
程に使用されたガスの種類及び温度の範囲を示すグラフ
である。
程に使用されたガスの種類及び温度の範囲を示すグラフ
である。
【図４】本発明による湿式酸化法の結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】本発明による湿式酸化法の結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】従来の湿式酸化工程に使用される反応炉の模式
図である。
図である。
【図７】時間の経過に関連して従来の湿式酸化工程に使
用されたガスの種類及び温度の範囲を示すグラフであ
る。
用されたガスの種類及び温度の範囲を示すグラフであ
る。
１０…不活性ガス供給配管 １２…酸素ガス供給配管 １４…水素ガス供給配管 ２５、２７、６２、６５…配管 ３２…弁 ４２、４５…質量流れ調節器 ５２…バーナー ７２…ヘッド ８２…ウェーハ積層部 １０２…反応炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サン ウーン キム 大韓民国，キュンキ−ド，スオン市，パル ダル−ク，ウーマン−１−ドン 532−22 (72)発明者 チュン ウァン クウォン 大韓民国，キュンキ−ド，オサン市，ウォ ン−ドン，サムウァン アパートメント, テックジ ゲバル ジク，ナンバー 111 −404 (72)発明者 サエ ユン リュー 大韓民国，キュンキ−ド，ヨンギン市，キ ヘウング−アップ，クーガル−リ，ハンヤ ン アパートメント，ナンバー 106−503
Claims (16)
- 【請求項１】 半導体ウェーハ上に薄膜酸化膜を形成す
る方法であって、 第１不活性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び
第２不活性ガス（前記第１不活性ガスと第２不活性ガス
は、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合物より
なる群から選ばれるものである）を、薄膜酸化膜を形成
しようとする半導体ウェーハが入っている反応炉に流入
させつつ、前記反応炉の内部温度を所定の第１温度に維
持する段階（第１温度安定化段階）と、 前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガス混合物、
及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、
前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上昇させる段
階（温度上昇段階）と、 前記第１不活性ガスと酸素を含有する第３ガス混合物、
及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、
前記温度を維持する段階（第２温度安定化段階）と、 前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、熱分
解性(pyrogenic)水蒸気を含有する第４ガス混合物を用
いて湿式酸化反応を行って前記酸化膜を形成する段階
（湿式酸化段階）と、 前記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応
炉に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階
（第３温度安定化段階）とを含むことを特徴とする湿式
酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記第１不活性ガスと第２不活性ガス
は、各々別個の配管を介して反応炉に流入されることを
特徴とする請求項１に記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化
膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記第１温度安定化段階及び温度上昇段
階において、前記第１不活性ガスと第２不活性ガスの体
積比が、略１：１であることを特徴とする請求項１に記
載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項４】 前記湿式酸化段階は、 前記第２不活性ガス及び酸素を前記反応炉に流入させつ
つ、第１燃焼工程を行う段階と、 酸素と水素の反応により生成された前記熱分解性水蒸気
を含有するガス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記
反応炉に流入させつつ、第２燃焼工程を行う段階とを含
むことを特徴とする請求項１に記載の湿式酸化を用いた
薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項５】 前記第１燃焼工程は、約１分乃至約２分
間行われることを特徴とする請求項４に記載の湿式酸化
を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項６】 前記第２燃焼工程は、約１分間行われる
ことを特徴とする請求項４に記載の湿式酸化を用いた薄
膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項７】 前記湿式酸化段階は、約８００℃乃至約
９００℃の温度で行われることを特徴とする請求項１に
記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項８】 約５００Å未満の厚さを有する酸化膜を
形成するに適切に適用できることをことを特徴とする請
求項１に記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方
法。 - 【請求項９】 半導体ウェーハ上に薄膜酸化膜を形成す
る方法であって、 第１不活性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び
第２不活性ガスを流入させつつ（前記第１不活性ガスと
第２不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム及びこれ
らの混合物よりなる群から選ばれるものである）、薄膜
酸化膜を形成しようとする半導体ウェーハを反応炉にロ
ーディングする段階（ウェーハローディング段階）と、 第１不活性ガスと酸素を含有する第１ガス混合物、及び
第２不活性ガスを、薄膜酸化膜を形成しようとする半導
体ウェーハが入っている反応炉に流入させつつ、前記反
応炉の内部温度を所定の第１温度に維持する段階（第１
温度安定化段）と、 前記第１不活性ガスと酸素を含有する第２ガス混合物、
及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、
前記反応炉の内部温度を所定の第２温度に上昇させる段
階（温度上昇段階）と、 前記第１不活性ガスと酸素を含有する第３ガス混合物、
及び前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、
前記温度を維持する段階（第２温度安定化段階）と、 前記第２不活性ガスを前記反応炉に流入させつつ、熱分
解性(pyrogenic)水蒸気を含有する第４ガス混合物を用
いて湿式酸化反応を行って前記酸化膜を形成する段階
（湿式酸化段階）と、 前記第１不活性ガス及び前記第２不活性ガスを前記反応
炉に流入させつつ、前記反応炉の温度を維持する段階
（第３温度安定化段階）とを含むことを特徴とする湿式
酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１０】 前記第１不活性ガスと第２不活性ガス
は、各々別個の配管を介して反応炉に流入されることを
特徴とする請求項９に記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化
膜の形成方法。 - 【請求項１１】 前記第１温度安定化段階及び温度上昇
段階において、前記第１不活性ガスと第２不活性ガスの
体積比が、略１：１であることを特徴とする請求項９に
記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１２】 前記湿式酸化段階は、 前記第２不活性ガス及び酸素を前記反応炉に流入させつ
つ、第１燃焼工程を行う段階と、 酸素と水素の反応により生成された前記熱分解性水蒸気
を含有するガス混合物、及び前記第２不活性ガスを前記
反応炉に流入させつつ、第２燃焼工程を行う段階とを含
むことを特徴とする請求項９に記載の湿式酸化を用いた
薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１３】前記第１燃焼工程は、約１分乃至約２分
間行われることを特徴とする請求項１２に記載の湿式酸
化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１４】 前記第２燃焼工程は、約１分間行われ
ることを特徴とする請求項１２に記載の湿式酸化を用い
た薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１５】 前記湿式酸化段階は、約８００℃乃至
約９００℃の温度で行われることを特徴とする請求項９
に記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法。 - 【請求項１６】 約５００Å未満の厚さを有する酸化膜
を形成するに適切に適用できることをことを特徴とする
請求項９に記載の湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR97-24829 | 1997-06-16 | ||
| KR1019970024829A KR100230651B1 (ko) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 습식 산화를 이용한 박막의 산화막 형성 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116903A true JPH1116903A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3970411B2 JP3970411B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=19509656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05022598A Expired - Fee Related JP3970411B2 (ja) | 1997-06-16 | 1998-03-03 | 湿式酸化を用いた薄膜酸化膜の形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010036751A1 (ja) |
| JP (1) | JP3970411B2 (ja) |
| KR (1) | KR100230651B1 (ja) |
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| CN111952153B (zh) * | 2020-08-21 | 2023-08-22 | 浙江晶科能源有限公司 | 隧穿氧化层的制备方法、太阳能电池及其制备方法 |
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1997
- 1997-06-16 KR KR1019970024829A patent/KR100230651B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-03-03 JP JP05022598A patent/JP3970411B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-04 US US09/874,267 patent/US20010036751A1/en not_active Abandoned
Also Published As
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|---|---|
| US20010036751A1 (en) | 2001-11-01 |
| KR19990001478A (ko) | 1999-01-15 |
| JP3970411B2 (ja) | 2007-09-05 |
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