JPS6028138B2 - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧下で半導体の酸化膜を生成させるに用いら
れる製造装置に関するものである。

従来この種の製造装置はシリコンを基体半導体としたブ
レーナ形の集積回路の製造に際して広く用いられている
。この場合酸化皮膜の厚さは１〜２ｒ程度の汚染の少し
、酸化シリコン膜であることが要求される。このように
厚い酸化シリコン膜を生成させるにはシリコン基板を酸
化性雰囲気（例えば大気圧下では１００００の水の飽和
水蒸気）において１０００℃程度に加熱し、１餌時間程
度を必要とする。このような長時間の加熱はシリコン基
板の格子欠陥を増大させたり、基板上に形成された拡散
層の再拡散を招釆し好ましいものではない。

この欠点を改良するためシリコン基板を収容する容器を
耐圧容器とし、内部にシリコン基板を加熱する加熱装置
を配して１０００ｑｏ程度に加熱すると共に酸化性雰囲
気を１の気圧程度に昇圧する装置が提案されている。こ
のように高圧の酸化性雰囲気と高温に維持することによ
り酸化シリコン膜の生成速度は著しく促進されるように
なる。例えば水蒸気圧６．５気圧、１０００００のシリ
コンの酸化膜厚と時間の測定例を第１図に示した。しか
しながら上記従釆の装置ではシリコン基板と加熱装置の
発熱体とは同一容器内にあり発熱体に接触した酸化性雰
囲気ガスがシリコン基板に接触すること又ボイラーによ
る加圧水蒸気の発生のためボイラー材料からの汚染が水
蒸気内に混入しているためシリコン基板の汚染ならびに
生成される酸化シリコン膜が汚染されるなど必らずしも
満足なものではなかった。

本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、高圧の耐圧
容器内にシリコン基板を収容した管体および水蒸気を発
生させる蒸発器を収容し飽和水蒸気を蒸発器から管体に
流入させ高温の管体内でシリコン基板を酸化することに
よって清浄な厚い酸化膜を短時間で生成せる装置を提供
するものである。

第２図は本発明の１実施例の概略図。１は例えばステン
ヒスＳＵＳ３１０肉厚６肋で構成された耐圧容器、２，
３は例えばカンタルヒータおよび温度センス用の熱電対
で構成された加熱装置、４は例えば石英で構成された管
体、１０，１１はこの管体の入力部のパイプ、１４は同
出力部のパイプ、５は例えばパィレックスガラス等で製
作された水の蒸発器、６は蒸発器の加熱装置、１６は水
蒸気のキャリアガス用パイプ７は圧力調整器、１７は不
活性ガスの入力パイプである。８はコールドトラツプで
ある。

本発明の製造装置の動作例について以下に説明する。

管体加熱装置２，３の温度は所定の温度例えば１０００
ｏｏに設定しておく。蒸発器の加熱装置６の温度は例え
ば蒸気圧が１ぴ気圧程度まで発生しうるよう１８０ｑｏ
程度に設定しておく。当初開閉バルブ２２は開き２３は
閉じており沸騰水蒸気はパイプ２１を通り外部に放出さ
れている。次に耐圧容器１および管体４の蓋を外し、シ
リコンなどの試料９を管体中央部の所定温度地点‘こ挿
入する。この時間開閉バルブ１９，２０は開いている。
入力パイプ１７を通って流入したチッソなどの不活性ガ
スは常圧より少し高い圧力に調整された圧力調整器を通
りパイプ１６，１１を通り管体内へ、パイプ１６，１２
を通り圧力容器内に流入している。これによって管体内
は不活性ガスが充満しているため当初試料９の酸化は進
行しない。次に管体および耐圧容器の蓋を閉じ、圧力調
整器７を所定の高圧例えば５気圧に設定する。その後開
閉バルプ２３を開き２２を閉じ、１９，２０を開く。こ
れによって蒸発器内、管体内、圧力容器内は所定の高圧
５気圧に設定される。次にバルブ１８を開き５気圧の水
蒸気をバルブ１５から不活性ガスを例えば２Ｚ／ｍｉｎ
供給することにより蒸発器５中でバブルさせ管体内に供
給する。この高圧水蒸気は試料を酸化させ、その後出力
バルブ１４を通って外部に放出されるか又は例えば図の
ようにコールドトラップ８バルブ１３を通って圧力容器
内に帰還される。このように本装置によれば管体は完全
に外部加熱装置などの汚染体から隔離されかつ管体およ
び蒸発器内外の圧力差はわずかなため低耐圧強度の石英
、パィレックスなどの清浄な材料で管体および蒸発器を
構成することができる利点を有する。

また圧力調整された不活性ガスを管体と蒸発器と耐圧容
器とに選択的に供給するようにしたので、装置が簡略化
される他、管体の内外を正確に等気圧に維持することが
でき管体の破損を確実に防止することができる。なお上
記実施例はシリコン基板にシリコン膜を生成する場合に
ついて説明したがこの例に限られるものではなく広く半
導体基板に酸化膜を生成させる装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧下の水蒸気酸化の実験例を示す特性図であ
り、縦軸はシリコン酸化膜、横軸は酸化時間である。 第２図は本発明の１実施例の構成を示す概略図である。
１は耐圧容器、４は管体、２，３は管体の加熱装置、５
は蒸発器、６は蒸発器の加熱装置、７は圧力調整器、８
はコールドトラップ、９は試料、１０，１１，１２，１
３，１４，１５，１６，１７，２１はパイプ、１８，１
９，２０，２２は開閉バルブである。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理半導体装置を収容する管体、この管体の外周
   に配設され上記被処理半導体装置を加熱する第１の加熱
   装置、上記管体内に流入せしめる水蒸気を発生する蒸発
   器、この蒸発器に水蒸気を発生させる第２の加熱装置、
   上記管体と蒸発器と第１及び第２の加熱装置を収容した
   耐圧容器、高圧の不活性ガスが供給される入力パイプ、
   この入力パイプに供給された不活性ガスの圧力を調整す
   る圧力調整器、この圧力調整器によつて圧力が調製され
   た不活性ガスを上記管体と蒸発器と耐圧容器とに選択的
   に供給する開閉バルブを備え、高圧力下で清浄な水蒸気
   による酸化を可能としたことを特徴とする半導体装置の
   製造装置。