KR100333366B1 - 반도체소자의게이트산화막형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법을 개시한다 개시된 방법은 웨이퍼를 케미컬로 습식처리한 후, 게이트 산화막 형성을 위한 전기로에 도입하여 그곳에 구비된 배관을 통하여 O2/N2와 함께 HCl 기체를 웨이퍼상에 분사시켜서 웨이퍼상의 불필요한 자연산화막의 성장을 억제시키면서 웨이퍼로부터 금속성 오염물을 제거하고 그리고 전기로내에서 웨이퍼상에 게이트 산화막을 성장시키는 단계들을 포함한다. 개신된 방법에 의하면 불필요한 자연 산화물의 성장을 억제시킨 게이트 산화막을 웨이퍼 표면상에 형성시킬 수 있으므로 게이트 산화막의 품질을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 게이트 산화막의 형성을 위한 전기로에 반도체 웨이퍼를 도입하여 산화막 형성전에 그 곳에서 일정시간 동안 HCl 기체를 분사하여 웨이퍼로 부터 금속성 오염물을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 그 표면상에 게이트 산화막을 성장시키기 전에, 순차적으로 H2SO4/ H2O2에서의 침지(dipping), 탈이온수에 의한 오버플로우 린스(overflow rinse), HF / 탈이온수에서의 침지, 탈이온수에 의한 오버플로우 린스, HCl/H2O2탈이온수 에서의 침지, 탈이온수에 의한 오버플로우 린스, 그리고 끝으로 건조에 의한 처리를 받아서 그 표면의 오염물, 예를 들어 유기물, 자연 산화물 및 금속성 오염물이 세정에 의해 제거된다.
이러한 세정 처리 과정에서, 불산(HF)에 의한 처리는 불필요한 자연 산화막(native oxide)을 실리콘 표면에서 제거하기 위해 실시되는 한편, HCl 에 의한 처리는 금속성 오염물을 제거하기 위해 실시된다. 그러나, 차후의 HCl에 의한 금속성 오염물의 제거시에 오염물의 제거시에 웨이퍼의 표면상에서 소량의 자연 산화막이 다시 성장하게 된다.
이것은 반도체 소자의 제조에 있어서 원치않는 반응으로 콘택 저항을 감소시킬 수 있고, 차후에 금속 증착시 접착력 불량을 초래하는등 게이트 산화막의 품질을 저하시키는 하나의 요인이 되고있다. 따라서, 전기로에서의 게이트 산화막의 형성전에 불필요한 자연산화막(nativc oxide)의 성장은 억제되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불산에 의한 처리후, 그리고, 전기로에서의 게이트 산화막의 형성전에 불필요한 산화물의 형성을 억제할 수 있는 방법을 제공하는데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 황산 세 정액에 의한 세정, 불산 세정액에 의한 세정, 염산 세정액에 의한 세정, 및 전기로 (furnace)에서의 게이트 산화 단계를 포함하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법에 있어서,
(가) 웨이퍼 세정을 위해 화학약품으로 습식처리하는 과정중 최종의 단계로서, 웨이퍼를 불산으로 습식 처리하여 웨이퍼로 부터 자연산화물을 제거하는 단계;
(나) 상기의 웨이퍼를 게이트 산화막 형성을 위한 전기로에 도입하는 단계:
(다) 상기 전기로의 열손실 보상 단계(recovery step)에서 상기의 전기 로에 구비된 배관을 통하여 O2/N2와 함께 HCl 기체를 웨이퍼상에 분사시켜서 웨이퍼로 부터 금속성 오염물을 제거하는 단계; 및
(라) 상기의 전기로내에서 웨이퍼상에 산화막을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법을 재공한다.
본 발명의 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법에 의하면 웨이퍼 상의 금속성 오염물들을 제거하기 위하여 액체상의 HCl로 습식 처리하는 것이 아니라, 전기로내에서 고온의 HCl 기체를 분사하여 Cl-이온으로 웨이퍼 상의 금속성 오염물(양이온)들을 포착하여 제거하면서 N2기체를 함께 분사하여 불필요한 산화물의 성장을 억제시키므로 게이트 산화막의 품질이 향상된다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 더욱 더 설명한다.
실시예
통상의 방법에 따라, 웨이퍼 세정을 위해 화학약품으로 습식처리하는 과정중 최종의 단계로서 웨이퍼를 탈이온수중의 HF로서 처리하여 자연 산화물을 제거한 후, 탈이온수로 오버플로우 린스시켜서 세정한 후 건조시킨다. 그후, 웨이퍼를 게이트 산화막 형성용 전기로에 도입하면서, 웨이퍼상에 N2가스를 분사시켜 주어 웨이퍼상의 자연 산화물의 성장을 억제시킨다. 이때 웨이퍼의 도입에 따라 전기로의 도어가 열리게 되므로 전기로의 열이 손실되게 되는데, 일반적으로 이러한 열 손실을 보상하기 위하여 전기로 내에서 일정시간의 열손실 회복 시간을 갖게 된다. 이열손실 회복 시간동안에 본 발명에 따라 전기로내에 구비된 배관을 통하여 높은 온도, 예를들어 약 700∼900 ℃에서 HCl 기체를 웨이퍼상에 분사하여 HCl에 의한 중금속 세정 효과와 함께 Cl-이온으로 웨이퍼상의 금속이온을 포착하여 제거하면서 O2및 N2기체를 함께 분사하여 웨이퍼상에 불필요한 자연산화막이 성장하는 것을 억제시킨다. 상기의 열손실 회복시간 동안에 높은 온도에서 HCl 기체를 O2및 N2기체와 함께 분사하게 되면 이들의 반응으로 H2O2생성될 수 있으나, 웨이퍼의 표면은 소수성의 상태를 가장 근접하게 유지하고 있으므로, H2O에 의한 오염으로 인한 자연산화물의 성장을 최대한 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 표면, 예를 들어 Si-SiO2표면에 Cl-가 공급되게 되므로 이것이 웨이퍼 표면상의 이동성 이온을 포착하여 함께 제거한다는 부가적인 효과도 있다.
그런다음, 제 1 도에 시간에 따른 온도의 함수로서 그래프로서 도시된 바와 같이 통상에 방법에 따라 전기로내의 온도를 상승시키고, 안정화시킨 다음, O2/N2기체의 분사에 의해 산화시킨 후, N2기체로서 어닐 처리하고, 전기로의 온도를 하강시킨 후, 전기로로 부터 웨이퍼를 배출시킴으로써 웨이퍼 상에 게이트 산화막의 형성을 완수하게 되는 것이다.
이와같이 하여, 본 실시예에 의하면 높은 온도에서 웨이퍼를 HCl로 처리함에 의해서 웨이퍼로부터 금속성 오염물의 제거율을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라, Cl-의 작용으로 인해 웨이퍼상의 이동성 이온을 함께 제거할 수 있다는 부수적인 효과를 얻으면서도 N2기체의 분사에 의해 웨이퍼상에 불필요한 자연산화물의 성장을 억제시킨 게이트 산화막을 웨이퍼상에 형성시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼상의 게이트 산화막의 품질이 향상된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 상기 실시예에서는 웨이퍼를 불산으로 처리하여 자연산화막을 제거시킨 후, 전기로에 도입하여 그곳에서 높은 온도에서 HCI 기체를 N2/O2기체와 함께 웨이퍼상에 분사시켜서 금속성 오염물을 제거하면서 불필요한 자연산화물리 성장을 억제시키는 경우를 설명하였지만 당업자는 웨이퍼상에서 자연산파물의 성장을 억제시키면서 웨이퍼상의 중금속 오염물을 제거하기 위한 모든 경우에 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있음을 쉽게 상상할 수 있다. 따라서, 상기의 실시예를 변경 또는 변형하여 적용할 수 있는 모든 경우 및 상황은 본 발명의 범위에 속한다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도면은 전기로내에 웨이퍼를 도입한 후 전기로내에서의 처리 순서를 시간에 따른 온도의 함수로 나타낸 도면
Claims (2)
- 반도체 웨이퍼의 황산 세정액에 의한 세정, 불산 세정액에 의한 세정, 염산 세정액에 의한 세정, 및 전기로에서의 게이트 산화 단계를 포함하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법에 있어서,(가) 웨이퍼 세정을 위해 화학약품으로 습식처리하는 과정중 최종의 단계로서, 웨이퍼를 불산으로 습식 처리하여 웨이퍼로 부터 자연산화물을 제거하는 단계;(나) 상기의 웨이퍼를 게이트 산화막 형성을 위한 전기로에 도입하는 단계;(다) 상기 전기로의 열손실 보상 단계에서 상기의 전기로에 구비된 배관을 통하여 O2/N2와 함께 HCI 기체를 웨이퍼상에 분사시켜서 웨이퍼로 부터 금속성 오염물을 제거하는 단계; 및(라) 상기의 전기로내에서 웨이퍼상에 산화막을 성장시키는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 HCl 기체의 분사 온도가 700∼900℃인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 산화막 형성방법.
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| KR1019950015821A KR100333366B1 (ko) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 반도체소자의게이트산화막형성방법 |
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| KR1019950015821A KR100333366B1 (ko) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 반도체소자의게이트산화막형성방법 |
Publications (2)
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| KR970001611A KR970001611A (ko) | 1997-01-24 |
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Family Applications (1)
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| KR1019950015821A KR100333366B1 (ko) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 반도체소자의게이트산화막형성방법 |
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| KR970001611A (ko) | 1997-01-24 |
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