TWI222133B - The method for forming the oxide film and the device thereof - Google Patents

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TWI222133B
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Hidehiko Nonaka
Shingo Ichimura
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Meidensha Electric Mfg Co Ltd
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Description

1222133 α增'十 玖、發明說明 1 . ·.：： ； - - * * * (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) (一） 發明所屬之技術領域 本發明係關於在被氧化試料之表面形成氧化膜之方法及 其裝置，尤其和利用臭氧氣體在被氧化試料之表面形成氧 化膜之方法及其裝置相關。 臭氧（元素符號：〇3)因具有強氧化力，故被應用於水及污 水處理、或半導體光阻劑之灰化處理等各種分野。臭氧之 產生上，使用工業用之臭氧發生器（OZONIZER)。此發生器 係利用放電，從氧氣產生臭氣及氧之混合氣體。然而，在 常溫常壓下，含有一定濃度（約9體積百分比）以上之臭氧 的混合氣體因爲具有爆炸危險性，故一般所產生之混合氣 體的臭氧濃度抑制於數％以下。 另一方面，有一種方法可以得到高純度臭氧氣體，就是 利用臭氧及氧之低溫下的蒸氣壓差，只讓臭氧發生器產生 之臭氧混合氣體中的臭氧凝結成液體。利用臭氧之高純度 化’可期待其發揮大於數％之臭氧氣體的強氧化力。 (二） 先前技術 現在之半導體裝置係以MOSFET(金氧半場效電晶體）等 MOS(金屬氧化半導體）裝置爲構成因子。在電路之積體化 及高性能化的要求下，矽MOS裝置之閘極氧化膜的薄膜化 急速發展’預估2〇1〇年以後，厚度將會達到1奈米（nm)以 下。 ~ 6 - 1222133 現在之矽氧化方法，以乾〇2氧化、濕〇2氧化爲主流， 然而，不易形成TDD B (時間相依介電崩潰），壽命較長且具 高熱載子耐用性之裝置。又，隨著氧化膜之薄膜化的發展 ，而有因矽基板及氧化膜之界面附近存在矽低氧化層（結構 轉移層）而導致品質劣化，及因高溫熱處理（例如，1 000 °C) 而導致熱劣化之問題。又，厚度10奈米（nm)以下之薄膜， 已知會因爲矽氧化膜及矽之界面存在轉移層（不完全氧化層） 而使耐電壓及漏電電流等特性開始劣化。 爲了解決前述問題，檢討利用臭氧發生器產生含有數％ 濃度臭氧之氧氣的氧化。臭氧衝撞矽表面時會分解而產生 反應性比氧分子高的氧基，故在低溫下可得到低氧化較少 之高品質氧化膜（例如，Journal of Applied Physics 87, 8 1 84(2000))。又，其他方法則可以在氮氣環境等實施後退 火，以減輕膜中之電子陷阱部位、孔陷阱部位的方式來對 應。 另一方面，快閃記憶體用之隧道氧化膜因會對1 〇奈米以 下之薄膜施加高電場（>6MV/cm)來執行資訊之寫入讀出（電 子之進出），故要求膜具有高耐電壓及施加高電壓時之信賴 性（經濟之安定性）。氧化膜之不完全性（存在缺陷或存在低 氧化層）爲降低信賴之原因。 又，T F T (薄膜電晶體）用之矽氧化皮膜因係在玻璃基板上 之成膜，故要求400 °C以下之處理。因需要較厚之膜厚（50 〜100奈米），現在以化學汽相沉積法（CVD)爲主。 另外，矽裝置方面，矽上之矽氧化膜被當做絕緣膜（元件 一 Ί 一 1222133 隔離膜）而應用於各部位。這些都是以CVD處理來製成， 然而，仍必須追求高品質化及提高信賴性。又’這些絕緣 膜之製作上，部分是因爲都是在最後階段才處理，爲了避 免對已製成之元件部η造成傷害，製作溫度愈低愈好。 讓高純度氧氣通過臭氧發生器而得到之臭氧濃度爲較低 的5〜1 0%，且臭氧爲分解性氣體，故具有高溫時會互相衝 撞而產生激烈分解的性質。結果，在到達實施氧化之試料 前，臭氧濃度已經降低，而且，在經過加熱之晶圓的上游 端及下游端之臭氧濃度也會不均一。因此，無法充分發揮 臭氧之氧化力，而使氧化膜有厚度不均一等問題。 又，使用於臭氧供應系及臭氧氧化處理系之材質，有些 很容易和臭氧產生反應或很容易腐触（尤其是金屬）。若氣 體供應管線採用此種材質，則會同時對被氧化試料提供臭 氧及反應生成物（尤其是蒸氣壓較低之金屬氧化物），也是 造成氧化膜品質下降的原因。 現在，在低溫（氧化或改質）以（聚）矽形成良質氧化膜之方 法上，以電漿氧氧化及紫外線照射氧化爲大家所熟知。前 者係在含有氧分子之環境下，利用產生電漿來產生高濃度 之具高運動能量（>10eV)的活化氧化物，例如，氧原子（分 子）離子、中性氧原子（分子），將其當做氧化（擴散）物使用 ，可實現氧化溫度之低溫化。後者則係將紫外線（例如準分 子UV燈）導入氧氣環境使其產生氧基，並將其當做氧化物 使用。 然而’前者之具高能量的離子氧化物會有對膜造成傷害 一 8 - 之問題。另一方面，後者則有基（自由基）之絕對產生量會 受到紫外線之光子密度的限制之問題。又，兩者都有下述 問題’就是產生之活化物（離子或基）會因相互間的高反應 性而無法有效導至處理基板，或者，必須下功夫實施以導 至基板爲目的之裝置配置。 又，近年來，因以CVD形成TFT用聚矽氧化膜，和熱氧 化膜相比，Si02/Si界面會有較多缺損，且膜之組成並非完 全是Si 02，而有耐電壓較低等氧化膜不完全性上的問題。 因此，以前述基爲氧化物之氧化界面的改質通常會在CVD 處理之前或其中途實施。其實例之一，就是有報告指出， 在CVD處理之中途，在實施6奈米膜厚左右之膜堆積後在 氧基環境實施處理，則氧原子可到達界面而使膜獲得改質（ 例如，ChungYietal.，J.Vac.Sci.Technol.B 19, 2067(2001)) 〇 然而’此種方法需要複數之氧化處理步驟。這也是其生 產量會降低的原因。 (三）發明內容 有鑑於前述情形，本發明之目的就在提供一種氧化膜形 成方法及其裝置，可快速且有效地在相對較低溫度下形成 均一膜厚之氧化膜及改善氧化膜，又可提高其電性特性。 爲了達成此目的，本發明具有下述特徵。 申請專利範圍第1項之發明，係使被氧化試料曝露於臭 氧氣體中並在該試料表面形成氧化膜的氧化膜形成方法， 其特徵爲’對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱，同 - 9- 時對該試料提供臭氧氣體。 申請專利範圍第2項之發明，係申請專利範圍第1項之 氧化膜形成方法，其特徵爲，以對被氧化試料之被氧化區 域照射紅外線來實施該被氧化區域之局部加熱。 申請專利範圍第3項之發明，係申請專利範圍第1項之 氧化膜形成方法，其特徵爲，將被氧化試料載置於承受器 上’再以對此承受器進行加熱之方式，對被氧化試料之被 氧化區域實施局部加熱。 申請專利範圍第4項之發明，係申請專利範圍第1至3 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，使被氧化試料 曝露於臭氧氣體中，並在一定壓力下，對被氧化試料之被 氧化區域實施局部加熱，同時對該被氧化試料提供臭氧氣 體。 申請專利範圍第5項之發明，係申請專利範圍第1至4 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，以調整前述壓 力來控制被氧化試料之氧化速度。 申請專利範圍第6項之發明，係申請專利範圍第1至5 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，前述壓力調整 爲 1〇〇 〜44000Pa。 申請專利範圍第7項之發明，係申請專利範圍第1至6 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，臭氧氣體爲臭 氧濃度約100%之氣體。 ， 申請專利範圍第8項之發明，係申請專利範圍第1至7 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，以層流狀態對 - 10 - 1222133 該試料提供臭氧氣體。 申請專利範圍第9項之發明，係申請專利範圍第1至§ 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，更以紫外線照 射被氧化試料之被氧化區域。 申請專利範圍第1 〇項之發明，係申請專利範圍第1至9 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，在經過紫外線 照射後再將臭氧氣體提供給該試料之被氧化區域。 申請專利範圍第1 1項之發明，係申請專利範圍第1至i 0 項中任一項之氧化膜形成方法，其特徵爲，將被氧化試料 收容於冷壁型處理爐內，並對該處理爐提供臭氧氣體。 申請專利範圍第1 2項之發明，係使被氧化試料曝露於臭 氧氣體中並在該試料表面形成氧化膜的氧化膜形成裝置， 其特徵爲具有設置於該爐內且載置著被氧化試料之承受器 、以及對該試料實施局部加熱之加熱裝置。 申δβ專利範圍第1 3項之發明’係申請專利範圍第1 2項 之氧化膜形成裝置，其特徵爲，加熱裝置爲發出紅外線之 光源，並以照射被氧化試料來對該試料進行局部加熱。 申請專利範圍第1 4項之發明，係申請專利範圍第1 2項 之氧化膜形成裝置，其特徵爲，加熱裝置爲以對前述承受 器進行加熱之方式來對該試料進行局部加熱。 申Μ專利範圍第1 5項之發明，係申請專利範圍第丨2至 !4項中任一項之氧化膜形成裝置，其特徵爲，具有會發出 紫外線之光源。 申δ靑專利範圍第1 6項之發明，係申請專利範圔第丨5項 -11- 1222133 之氧化膜形成裝置，其特徵爲，以照射承受器之上游側方 式配置會發出紫外線之光源。 申請專利範圍第丨7項之發明，係申請專利範圍第丨2至 1 6項中任一項之氧化膜形成裝置，其特徵爲，具有以調整 前述處理爐內之壓力値來控制該被氧化試料之氧化速度的 壓力調整裝置。 以上之本發明的氧化膜形成方法及其裝置中，係以對被 氧化試料之被氧化處理面整體進行局部加熱同時提供臭氧 氣體，可將被氧化處理物之上游的臭氧熱分解抑制於最小 ，同時可使臭氧濃度維持於較高濃度之狀態下提供給被氧 化處理物，故可快速而有效地形成氧化膜。臭氧氣體在周 圍溫度爲1〇〇°C以下之狀況下，幾乎不會分解而可安定存在 ，此時，汽相中之臭氧分子間的反應會極爲遲緩。因本發 明只對被氧化試料進行加熱，故可在未對處理爐之構造有 任何限制之情形下，對處理表面提供幾乎1 00%濃度之臭氧 氣體。局部加熱方法有間接加熱方法及直接加熱方法。間 接加熱方法如利用紅外線實施加熱之方法等。直接加熱方 法則如利用加熱器等加熱裝置之輻射熱來直接對承受器實 施加熱之方法等。 本發明中，亦將氧化力比臭氧接觸被氧化試料表面時產 生之氧分子更強的氧基當做氧化物提供給被氧化試料，故 處理效率比利用氧分子之熱氧化更佳。又，氧基之擴散性 較氧分子爲佳，故處理溫度雖然爲低於傳統溫度條件之溫 度，亦可形成連被氧化試料界面都可保持完全氧化狀態之 - 1 2 - 1222133 良質氧化膜（完全氧化處理）。此時，適度調整收容被氧化 試料之反應系的壓力即可增加氧基之量，故可快速實施被 氧化試料之氧化處理。 又’本發明因可實現不依存被氧化試料之定向的氧化速 度’對具有各種定向之被氧化試料都可實施均一氧化處理 ’且可得到期望膜厚之氧化膜。 又’本發明因倂用紫外線照射，因紫外線及臭氧之反應 而產生激發狀態之氧原子的氧化力會較臭氧更強，故將其 提供給被氧化試料表面，可進一步實現氧化處理之快速化 0 又’本發明之提供臭氧氣體的配管、接受該氣體之爐（以 下稱爲氧化爐）、及承受器之材料，可採用石英製或不銹鋼 製。石英製及不銹鋼製具有高臭氧耐性，且石英之紅外線 及紫外線的透過效率較高，即使臭氧滯留，亦可維持高臭 氧殘存率。又，被氧化處理物之氧化處理上，只要先讓臭 氧供應管線曝露於臭氧氣體中，即可使配管及爐內皆可維 持高臭氧殘留率。 又，載置於承受器上之被氧化試料，應以不會使被局部 加熱之承受器高溫部外露的方式覆蓋於該承受器上，可防 止因爲臭氧直接接觸承受器之表面而使臭氧分解。又，因 可使以局部加熱爲目的而提供之熱的發散抑制於最小，故 可減少局部加熱時之能量流失。 射出紅外線及紫外線的光源，可採用既知之紅外線及紫 外線燈、或雷射。光源應適度附帶反射鏡等，使光線射出 -13- 1222133 之光可集中照射於承受器上之被氧化處理區域。 又，本發明係以層流狀態對被氧化處理物提供臭氧氣體 ，故可更有效地形成均一膜厚之氧化膜。具體而言，臭氧 氣體流量之調整上，應使氧化爐內之臭氧氣體流體的雷諾 數（Re)爲臨界雷諾數Re以下之定値（例如，0.1Re)(Re = (p • v · h)///、Re:雷諾數、p :流體密度、V:流速（流量/氧化 爐之剖面積）、h:有效寬度（effective width))。更具體而言 ，實施例如臭氧氣體供應流量、爐內壓力等之監視，並將 監視値回饋至雷諾數之調整上。此時，氧化爐內之承受器 的設置角度有時必須進行適度調整。 又，應以使紫外線之吸收區域在被氧化處理表面之附近 擴散之方式來構成氧化爐，並對應光源之光量調整爐內壓 力及臭氧流速即可。具體而言，例如，氧化爐採雙重構造 ，未提供臭氧氣體之外側部提供不會吸收紫外線之氣體， 可使光致分解出現在被氧化處理表面附近，即使周圍有氧 原子及反應活化臭氧滯留，亦可有效地將激發狀態之氧原 子導引至被氧化處理面。紫外線之光源若能自由調整光量 更佳。此時，例如在紫外線照射區域內，相對於每秒進入 該區域之臭氧分子數（流速）及固定滯留之臭氧分子數（壓力） ’以光子數相對較大之方式調整光量，則激發狀態之氧原 子會維持未被臭氧分解之狀態而提供給被氧化處理面，故 可獲得更有效果之氧化處理。此時，照射紫外線之光線可 以位於氧化爐內之承受器上游側的任意位置。 又，本發明之氧化處理對象並未限定爲如前述之半導體 -1 4 - 1222133 又，必須抑制被氧化試料上游側之臭氧的分解率’提高 接觸被氧化試料之分子當中的臭氧分子殘留率。因爲由（1) 之實驗可以發現’接觸到被加熱至100°c以上之材料表面會 降低臭氧殘留率（但，分解率會因材料而不同），故其對策 上，只要選擇最適材料--例如石英製或不銹鋼製即可。 然而，即使無論如何都無法排除被氧化試料之上游側的 高溫部區域時（同時處理複數被氧化試料時之下游側的被氧 化試料），仍必須控制臭氧氣體之流動，將臭氧分子到達想 要實施氧化之被氧化試料前之臭氧自我分解反應抑制於最 /J、〇 前述目的之裝置上，有1)增加臭氧氣體的流速，縮短臭 氧分子到達被氧化試料之時間，使臭氧之殘存區域延伸至 下游側（由第2圖之結果可確認其效果）；2)以臭氧氣體之流 量、氧化爐之剖面積（構造）、及被氧化試料之配置的最佳 化使氣體之流動爲層流狀態等方法。 1) 之方法方面，由銅板之氧化實驗可知，被氧化成氧化 銅（CuO)可到達下游方向的距離，會和臭氧之流速成正比（ 由銅板表面變黑可確認）。 2) 之方法方面，氣流爲層流或是亂流，則可以下述公式 計算之雷諾數來推定，當此値超過臨界値（一般之臨界雷諾 値約爲2000)，則由層流轉變成亂流。
Re = (p · v. h)l μ ……(1)
Re:雷諾數、ρ :流體密度、ν:流速（流量/氧化爐之剖面積） 、h:有效寬度（effective width)(li = 4rh = 4A/S、A:配管之剖面 -17 - 1222133 積、S··管周之長度，例如，剖面爲圓形時h = (47ir2)/(27ir)， 亦即直徑，長方形時爲短邊之長度的2倍）。 因此，不論氧化爐之剖面爲圓筒形或長方形，使氧化爐 之直徑或剖面之短邊爲必要最小，代表無論設定多大的臭 氧流速亦不會形成亂流，故能符合期望。 由（1)之檢驗實驗可知，被氧化試料之加熱最好爲只對氧 化爐中之被氧化區域加熱的局部加熱。又，因爲氧化時間 較長時，熱輻射的影響下會使承受器之周圍的臭氧分子處 於容易分解之狀況，故最好設定較短之氧化時間。 滿足前述條件之加熱方法有間接加熱及直接加熱之局部 加熱方法。間接加熱方法如利用紅外線實施加熱之方法等 。直接加熱方法則如利用加熱器等加熱裝置之輻射熱來直 接對承受器實施加熱之方法等。 又，由（2)之考察可知，應在可確保安全之範圍內儘可能 提高氧化爐內之壓力（例如、lOOOOPa)，且應在可使流過之 臭氧氣體處於層流狀態之範圍內設定臭氧氣體之流速及_ 化爐的有效寬度。此時，配置於氧化爐內之被氧化試料應 不會攪亂層流。 又，被氧化試料之局部加熱上，採用紫外線可進一步g 高臭氧之氧化力。 使用臭氧實施氧化時，當臭氧衝撞被氧化試料表面時# 發生臭氧分解，而產生基態之氧原子。 03 + 〇2 + 0(3P) (〇(3P)爲基態之氧原子）...（2) 其會成爲擴散種並在被氧化試料內擴散而形成氧化β莫。 -1 8 - ^22133 1:通過1大氣壓之臭氧層d(cm)後的紫外線強度、ί():初期 紫外線強度、α:吸收係數（對254nm2光約爲3〇8cnrl)。 例如’ 1氣壓（1 0 1 3 2 5 P a)、0 · 0 0 8 c m時，吸收入射光之9 0 °/〇 。又’減壓下吸收深度D2會變深，例如，i〇〇〇Pa時爲〇.8cm 〇 此區域內之臭氧分子30會以某機率發生光致分解反應（3) ’產生激發狀態氧原子3 02。依據比耳-朗伯脫吸收定律， 垂直光照射方向之單位長度臭氧層吸收之光子3〗〇數爲一 定。亦即，被在層流3 2流動之臭氧層吸收的紫外線3 1之 光子310數爲一定。亦即，因激發狀態氧原子302不會集 中於局部空間，不論被氧化試料之配置（相對於臭氧之流動 的被氧化試料之角度），而使面內隨時都能獲得均一氧化。 然而，激發狀態氧原子3 0 2很容易和周圍之臭氧分子3 0 發生再結合反應。 * 0(^) + 03+ 202 (反應常數 k = 2.4x 10·1(^ηι3ηι〇ΐΊ)···(5) 而爲了延長激發狀態氧原子3 0 2之壽命使其能到達被氧 化試料表面，在使光照射區域（從臭氧開始吸收光子至完全 吸收爲止之空間）之照射光子3 1 0多於臭氧分子3 0數的條 件下貫施I外線照射’會具有更好的效果。例如，光子密 度比一般紫外線光源大之雷射光等。 在此條件下，對反應系提供之全部臭氧分子3 0會在照射 區域（光吸收區域300)充分吸收存在之光子，而在其後之下 游側則只存在氧分子301及激發狀態氧原子3 02 (第4圖）。 結果’依據到達被氧化試料表面之反應式（5 )，可減少原 - 2 0 - 1222133 子狀氧原子之損失。又，激發狀態氧原子3 02及氧分子3〇1 間，雖然會發生反應式（6)所示之氧原子去活化反應，但和 反應式（5)相比’卻極不易發生。縱然發生，基態之氧原子 依然會殘留’故仍可得到充分之光照射效果。 0(1〇) + 02 + 〇(3p) + 〇2 (反應常數 k=4x lO-Icn^mor1，)）··#) 利用此方式’使紫外線照射區域、臭氧流速、紫外線或 紫外線雷射之能量密度（光子數）最佳化，創造光照射區域 內之光子數多於從上游流下之臭氧數的狀態，反應式（2)產 生之激發狀態氧原子可到達被氧化試料，而不會發生因長 距離（時間）而去活化。 又’臭氧細度之谷許範圍方面，若被氧化試料下游端之 臭氧濃度維持在90%以上，由實驗結果可知，在被氧化區 域全面可實現膜厚誤差爲3 %以內之均一氧化。 第5圖係特定被氧化試料溫度下之氧化處理時間及氧化 膜厚的關係。此時，係在900Pa之壓力環境下對3 20〜 590C之被氧化g式料（n型半導體、lOmmx 10mm、l〇Qcm)供 應臭氧氣體（1 〇 〇 % )時’在該試料上形成之氧化膜厚（n m )的 時效變化。又’膜厚係以χ射線光電子分光法或橢圓偏光 解析法等進行定量。 又’第6圖係特定溫度環境下之壓力及氧化膜厚的關係 。被氧化試料及膜厚之定量法與第5圖之實驗相同。 由第5圖及第6圖之結果可知，利用臭氧流速及被氧化 試料溫度、以及臭氧之滯留時間及壓力的控制，可以極薄 之任意膜厚（例如、〇·5〜1〇·〇奈米）在該試料上形成氧化膜 - 2 1 - 1222133 具最好具有反射鏡，可將光聚集於設置在氧化爐中央之承 受器上的氧化面上。 又，光源2 3不限定爲紅外線，亦可採用可產生紫外線帶 域（200〜3 00奈米、最好爲2 5 0奈米左右）之明線（光子）的 燈或雷射。臭氧分子會快速吸收此波長帶域之光子，且產 生強氧化力之激發狀態氧原子（（0(1 D))。此光源之燈具如水 銀燈或水銀氙燈等。又，半導體雷射亦可具有可自由調變 傳送波長之調變器。 臭氧氣體之供應路徑、爐20、承受器21、及支持台22 ，最好爲不會級收紅外線及紫外線之材質，且，以具良好 臭氧耐性…亦即不會分解臭氧（不會和臭氧反應）之材料。具 體而言，採用石英製者（例如：合成石英）或不銹鋼製者（例 如、SUS3 1 6L)。 如第7圖所示’承受器可配合必要而相對於氣體流向成 傾斜。此時，若承受器6 1可自由設定傾斜角度更佳。使承 受器61傾斜’可將承受器6 1之最上游側的氣流亂流抑制 於最小，具有可容易維持晶圓1 0上之層流的優點。該圖中 ，承受器之上面部61a及下面部61b配置著複數晶圓10。 此時，光源63a之設置上，係照設上面部6 1 a上之晶圓1 〇 ，而光源63b之設置上，係照設下面部61b上之晶圓1〇。 又，應調整臭氧氣體流量，使晶圓1〇(複數時爲最下游之 晶圓10)的下游側表面.臭氧濃度爲90%以上。又，爐60之 剖面（直徑或短邊）設定上，應能維持層流又能維持臭氧分 子3 0之流速。利用此構成，可在晶圓1 0上獲得均一膜厚 - 2 3 - 1222133 分布之氧化fl吴。又’承受器21上之晶圓10’最好以不會 使承受器2 1之表面露出的方式載置。利用此方式，可防止 臭氧直接接觸承受器61之表面而產生臭氧分解。又，亦可 將以局部加熱爲目的之熱的發散抑制於最小，故可減少局 部加熱時之能量損失。 泵3爲如減壓泵，最好爲可調整流量者。泵可以採用如 真空泵。 臭氧產生裝置1可以採用已知之裝置，例如，採用曰本 特公平5-17164公開之高純度臭氧束發生裝置等。 臭氧濃度測量裝置4亦可採用已知之裝置，例如，採用 利用紅外線分析法或前述低溫吸附分離分析法之測量裝置 〇 其次，槪述本實施形態之半導體製造裝置的動作實例。 該裝置利用圖上省略之控制裝置執行本發明之半導體氧化 膜形成方法。臭氧產生裝置1產生之臭氧氣體利用泵3導 入至氧化爐2內。此時，利用光源23對承受器21實施局 部加熱。又，監視臭氧氣體流量及爐20內壓力。利用控制 裝置將監視値提供給以調整爐20內流體之雷諾數爲目的之 演算處理，調整氣流使其在爐20內爲層流狀態。又，氧化 時間應配合目的氧化膜厚來進行設定。 ’ (實施形態2) 第8圖係實施形態例2之氧化爐的槪略構成圖。 此處則係在實施形態1之光源上倂用紫外線燈。第8圖 中，光源73a、73b係沿臭氧氣體之流向交錯配置紫外線燈 - 2 4 - 1222133 及紅外線燈。 氧化爐之有效寬度（爐70內壁及晶圓10之距離）和實施 形態1相同，設定上，即使臭氧氣體之壓力爲低真空（例如 、：I 0 0 0 P a)，紫外線吸收區域亦位於晶圓1 0表面附近。 在本實施形態中，爐7 0內之配管7 4爲同軸狀配置之2 重構造。此時，臭氧氣體701會流過配管74之內側。而如 氧、氬等不會吸收紫外線及紅外線之氣體72則會流過配管 7 4之外側。又，晶圓1 0和實施形態1同樣採傾斜設定時 ，配管74之配置上，亦會和晶圓10表面及配管74管壁平 行。利用此方式使配管7 4具有2重構造，且使不會吸收紫 外光之冷卻氣體流過其外側，不但可在晶圓1 0附近產生光 致分解反應而形成氧原子，更可利用縮短配管7 4及晶圓1 〇 之距離來抑制配管74表面之臭氧分解，故即使配管74表 面及晶圓1 0之距離極小，亦不會形成問題。又，使用不會 吸收紫外線且不會吸收紅外線之氣體，主要是爲了避免對 紅外線之加熱造成影響。利用此構成，光致分解會在晶圓 10表面附近發生，即使周圍有氧原子及反應活化之臭氧滯 留，亦可將激發狀態氧原子有效導引至晶圓1 〇。又，晶圓 1 〇上（其他之晶圓亦同）之所有區域的激發狀態氧濃度亦會 均一，而可得到膜厚更爲均一之氧化膜。 (實施形態3) 第9圖係實施形態3之氧化爐的槪略構成圖。 本實施形態係在實施形態1之半導體氧化膜形裝置上， 在紅外線光源63之上游側附設紫外線光源64。 -25- 1222133 用連接於承受器之鋁鎳-鋁鎳熱電對，而氧化膜厚之測量， 則係利用X射線光電子分光法及橢圓偏光計（橢圓偏光解析 法）。又，在置入氧化爐之前一瞬間會實施去除水分處理。 表1 氧化膜厚(nm) 實施例1 3.1 實施例2 3.4 比較例 2.2 表1中，實施例1係利用實施形態1之半導體氧化膜形 成方法對前述樣本實施氧化處理。紅外線光源則採用鹵素 燈（功率：400瓦）。 實施例2係利用前述實施形態3之半導體氧化膜形成方 法對前述樣本實施氧化處理。紅外線光源採用鹵素燈（功率 :40 0瓦），而紫外線光源則採用氙水銀燈（功率：30毫瓦/平 方公分）。 比較例則係利用傳統技術之冷壁型氧化爐對前述樣本實 施氧化處理。紫外線光源則採用氙水銀燈（功率：3〇毫瓦/平 方公分）。 由表1之結果可知，和傳統比較例相比’利用本發明之 半導體氧化膜形成方法可以快速且有效地形成半導體氧化 膜。 又，實施例2中已確認，臭氧分子之光子吸收率爲10% ，臭氧氣體之光致分解爲1 〇%。因此，在實施例2中’以 臭氧分子之光子吸收率爲100%、臭氧氣體之光致分解爲 -27- 1222133 1 ο ο %之方式控制臭氧氣體之流速及紫外線之光量，則可知 該實施例具有優良之效果。 (實施形態4) 第1 〇圖係本發明第4實施形態之槪略圖。又，和第1圖 中之裝置相同構成的裝置，會對該裝置相同符號，且適度 省略其說明。 本實施形態中，以直接加熱方式對被氧化試料進行局部 加熱。此時，在一定壓力下對被氧化試料進行局部加熱， 同時對該被氧化試料提供臭氧氣體。 臭氧產生裝置1係以對處理爐提供臭氧氣體爲目的之裝 置。臭氧產生裝置1可採用已知之物，最好採用可提供1 0 0 % 之臭氧氣體。例如，如實施形態1所述之日本特公平5-17164 所示之高純度臭氧束產生裝置等。 氧化爐8係在一定溫度及壓力下使被氧化試料（晶圓1 〇) 曝露於臭氧氣體下，且在該試料之表面形成氧化膜之裝置 ，具有壓力測量裝置84及壓力調整裝置85。氧化爐8上 ，連接著以導入臭氧產生裝置1提供之臭氧氣體爲目的之 管路101、及排出爐內氣體之管路102，壓力測量裝置84 附設於氧化爐8上，壓力調整裝置85則設置於管路102上 。管路1 0 1之配管材料最好爲不會因臭氧而產生氧化分解 者，例如，採用經過電場硏磨處理之不銹鋼等。又，管路 1 〇2則連接於臭氧供應裝置1，將氧化爐8排出之氣體提供 給臭氧產生裝置1用來產生臭氧。 氧化爐8採用冷壁型爐80。在第10圖中，臭氧氣體爲 -28 - 1222133 從側面方向導入之形態（和被氧化處理面平行），然而，並 未限定爲此導入形態，亦可從上面方向導入（垂直被氧化處 理面之方向）臭氧。又，本實施形態亦可如實施形態2及3 所示，使氧化爐8具有可發出紫外線之光源。 氧化爐8之爐80內，具有以可取下之方式載置著被氧化 試料（可確保較大之臭氧流量時，亦可爲複數）之承受台8 i 承受台81會對被氧化試料（晶圓10)進行加熱。利用加熱 器等之加熱裝置8 3的輻射熱直接對承受台8 1進行加熱。 此時，利用溫度測量裝置8 2監視承受台8 1之溫度，並利 用控制裝置9進行適度調整。承受台8 1之材料採用和前面 所述之承受器21相同的材料。承受台8 1亦可如實施形態 1〜3所示，以相對於氣體流向成傾斜方式配置於氧化爐2 內。又，被氧化試料以覆蓋於承受台81上且實施局部加熱 之承受器高溫部分不會外露之方式載置，此點亦和實施形 態1〜3之說明相同。 壓力測量裝置84會測量爐80內之壓力。測得之壓力値 會提供給以控制爐80內之壓力爲目的的控制裝置9。 壓力調整裝置85會依據控制裝置9提供之控制信號，執 行爐80內之壓力控制。壓力調整裝置85具有例如依據控 制裝置9提供之控制信號調整管路1 0 1之開合度的閥門裝 置。 控制裝置9會依據溫度測量裝置82及壓力測量裝置84 提供之測量信號執行演算處理，並執行承受台8 1之溫度及 壓力調整裝置8 5之控制。例如，將承受器之溫度控制於1 0 0 - 2 9 - 1222133 〜4 Ο 0 °C。又，爐8 0內之壓力則利用壓力調整裝置8 5控制 於 100〜44000Pa° 第1 1圖係氧化爐內之壓力、及形成於被氧化試料上之氧 化膜的生長膜厚之關係特性圖。此處係被氧化試料爲η型 S i (1 0 0 )、氧化時間1 0分鐘、臭氧飽和流量爲2 0 s c c m時之 特性。括弧內之數字爲密勒指數。由圖可知，氧化膜厚4nm 以上時，可以利用臭氧環境執行氧化生長速度之嚴密控制 。又，可知生長之氧化膜厚在臭氧流量爲飽和時，會和壓 力之〇 . 8次方成正比。因此，例如在4 1 0 °C下處理時，若將 處理爐壓力設定爲lOOOOPa，則10分鐘即可製成5〇nm膜 厚之氧化膜。由後面所述，在廣泛之處理能力範圍內，因 氧化速度之矽各向異性現象較小，故預測聚矽亦可以相同 比率處理。又，由圖之結果可知，因氧化膜之成膜速度（生 產量）較快，幾乎可和CVD之成膜相比，故本發明可以成 爲CVD處理之替代裝置。 第1 2圖係處理時間及氧化膜厚之關係特性圖。此處係在 260°C至8 3 0°C之溫度範圍下，臭氧之飽和流量爲2〇SCCm、 氧化壓力爲900Pa時之處理時間及氧化膜厚的關係。又， 亦標示出比較例在氧環境下、83 (TC之處理時的特性。 由第1 2圖可知，即使在減壓狀態下，臭氧氣體環境下之 處理時的氧化速度，亦明顯大於氧環境下之處理速度。例 如，6 0 0 °C下，確認可在3分鐘內形成6 n m之氧化膜。又， 或許是因爲臭氧產生之氧原子成爲擴散種，確認臭氧環境 下之溫度條件可比氧環境下之溫度條件低5 0 0 °C (8 3 0 °C〜 - 30- 1222133 此時，J爲電流密度、A爲常數、E爲電場、m爲自由電 子之質量、m。"爲氧化物之自由電子的質量、0。爲單位eV 之障壁高度。 第16圖係FN圖。由圖中所示之直線斜率可得到Si及Si〇2 間之障壁高度。圖中，若Si02及Si之界面的障壁高度爲 3.2eV(理想値），則可說明所有漏電電流之動態。亦即，由 第1 6圖可確認，即使S i 0 2爲薄膜、或爲4 0 0 °C之極低的製 作溫度時’亦可形成理想界面。 且已確認，本發明中，被氧化試料之氧化速度並不會受 到定向之影響。 第1 7圖係處理壓力及膜厚之關係特性圖。此時，係以聚 矽爲被氧化試料，且在41 0°C下實施臭氧處理。圖中，Si(100) 及Si(l 1 1)之括弧內的數字爲密勒指數。由第17圖之結果 可知，氧化膜厚之生長速度幾乎不受定向之影響。因此， 利用壓力控制即可實現被氧化試料之均一氧化。 且確認即使在熱氧氣環境下形成氧化膜後，在400 °C至 600 °C之環境下的後臭氧處理亦可改善電性特性。亦即，在 後臭氧處理後，利用XPS分析結果可確認氧化膜之Si3+、 Si2+已減少。又，亦確認可減少界面等級密度、固定電荷 密度、及漏電電流，且可提高耐電壓性。又，後臭氧處理 之實例上，例如，改善10奈米之熱氧化膜時，在900Pa臭 氧環境下實施600 °C、9分鐘之處理（形成10奈米之臭氧膜 的條件）。 又，以上各實施形態說明之本發明技術，雖然爲極低溫 _33- 1222133 之處理，亦可形成高品質之矽氧化薄膜，故應可適用於各 種氧化處理上，例如，除了可應用於薄膜電晶體（TFT)之閘 極氧化膜製作處理以外，亦可應用於以快閃記憶體等爲代 表之非揮發性記憶體用高性能閘極氧化膜製作處理。亦即 ，非揮發性記憶體之閘極氧化膜的膜厚雖然爲最尖端之邏 輯裝置及DRAM尖端裝置之2奈米左右的數倍，卻被要求 具有低漏電電流値及高破壞電壓等氧化薄膜之高信賴性， 故各實施形態說明之本發明技術，應爲可解決前述課題之 方向。 # 如以上說明所示，利用本發明之氧化膜形成方法及其裝 置來實施被氧化試料之氧化處理時，可以快速且有效地形 - 成氧化膜，且可在相對較低之溫度下形成並改善氧化膜的 厚度均一性，同時可改善其電性特性。 亦即’本發明因爲只對被氧化試料進行局部加熱，可將 試料之上游側的臭氧熱分解抑制於最小，且在維持幾乎達 100%之臭氧濃度下提供給被氧化試料。 φ 又’利用本發明之局部加熱，因可在短時間內對被氧化 試料實現加熱，除了可縮短氧化時間以外，尙可抑制因熱 輻射·導致被氧化試料表面周圍溫度上昇所造成的臭氧分解 _ ’而可維持其氧化處理能力。 - 又’以層流狀態提供臭氧氣體，除了可減少流向之單位 長度的臭氧分解率以外，尙可以在臭氧流向上並排複數被 氧化試料，不但可增加生產量，亦可提高量產性。 又’紫外線照射之倂用，可將因紫外線之臭氧光致分解 - 3 4 - 1222133 而產生的激發狀態氧原子應用於氧化處理上，故可更快速 且有效地形成氧化膜。 又，本發明中，可利用處理系內之壓力來任意控制氧化 速度。 又，本發明中，被氧化試料之氧化相關的所有氧化物， 皆爲熱能量之中性，不會有因爲高能量及離子種類而對氧 化膜造成傷害的情形。 又，被氧化試料之氧化膜的形成上，因加熱溫度比利用 氧氣體之熱氧化處理降低5 00°C以上，可以低廉成本形成氧 化膜。 又，因本發明之氧化速度的溫度依存性爲氧氣體之氧化 速度的溫度依存性之1 /4以下，即使較熱壁型氧化爐更不 易實現均一溫度控制之冷壁型氧化爐，亦可形成具有均一 膜厚之氧化膜。而且，因爲被氧化試料之氧化速度幾乎不 具定向依存性，故可形成良質之絕緣膜。 又，利用本發明所獲得之氧化膜的電性特性，和1 0 0 0 °C 下氧化所得之氧化膜相等或更佳。尤其是對膜施加高電場 時之漏電電流，即使膜厚較薄時亦很少而十分理想，其絕 緣耐電壓亦高於利用熱氧氣體所得之氧化膜。 其次，對已形成之氧化膜應用本發明，可改善膜質（利用 氧化原子鈍化之緻密化）。又，在矽上形成矽絕緣膜之現在 的CVD處理中，亦可應用本發明來形成品質大幅改善之氧 化膜。此時，無論任一種情形皆無需後退火處理。 (五）圖式簡單說明 - 35- 1222133 第1圖係本發明氧化膜形成方法之實施形態例的槪略構 成圖。 第2圖係將加熱至任意溫度之試料曝露於臭氧氣體時之 臭氧殘留率的變化特性圖。 第3圖係光吸收區域之臭氧分子數大於紫外線光子數時 之臭氧光致分解的模式圖。 第4圖係光吸收區域之紫外線光子數大於臭氧分子數時 之臭氧光致分解的模式圖。 第5圖係特定被氧化試料溫度下之氧化處理時間及氧化 膜厚的關係特性圖。 第6圖係特定溫度環境下之壓力及氧化膜厚的關係特性 圖。 第7圖係實施形態1之氧化爐的槪略構成圖。 第8圖係實施形態2之氧化爐的槪略構成圖。 第9圖係實施形態3之氧化爐的槪略構成圖。 第1 0圖係實施形態4之槪略圖。 第1 1圖係壓力値及生長膜厚之關係特性圖。 第1 2圖係處理時間及氧化膜厚之關係特性圖。 第13圖係速度常數（B)及絕對溫度（T)之關係特性圖。 第14圖係利用本發明形成之氧化膜高頻及低頻C-V特性 的特性圖。 第1 5圖係對A1電極施加正電壓時之J-E特性的特性圖 第16圖係FN(富爾諾罕穿隧效應拉出、FowlerNordheim) 1222133 圖。 第1 7圖係處理壓力及膜厚之關係特性圖。 [元件符號之說明] 1 臭氧產生裝置 2、8、 氧化爐 3 泵 4 臭氧濃度測量裝置 9 控制裝置 10 晶圓 20 、 60 ' 70 ' 80 爐 21、61 承受器 22 ^ 81 支持台 23、63 a、63 b、 73 a、73 b 光源 30 臭氧分子 31 紫外線 32 層流 63 紅外線光源 64 紫外線光源 74 配管 82 溫度測量裝置 83 加熱裝置 84 壓力測量裝置 85 壓力調整裝置 101 、 102 管路
1222133 300 光吸收區域 301 氧分 302 激發 310 光子 701 臭氧 702 不會 子 狀態氧原子 氣體 吸收紫外線及紅外線之氣體

Claims (1)

1222133 拾、申請專利範圍 〜__ ' | ' · 7义 +? 第川3 2474號「氧化膜之形成方法及# (93年2月4日修正本） !·—種氧化膜之形成方法，係使被氧化試料曝露於臭氧氣 體中，在該試料表面形成氧化膜，其特徵爲. 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱，同時對該 試料提供臭氧氣體。 2·如申請專利範圍第1項之氧化膜之形成方法，其中 被氧化試料曝露於臭氧氣體時，在一定壓力下對被氧 讀 化試料實施局部加熱’同時對該被氧化試料提供臭氧氣 體。 3 .如申請專利範圍第2項之氧化膜之形成方法，其中 前述一定壓力係藉由調整來設定，利用所設定之壓力 來控制被氧化試料之氧化速度。 4·如申請專利範圍第3項之氧化膜之形成方法，其中 前述壓力係在100〜44000Pa之範圍被調整設定。 肇 5 ·如申請專利範圍第1至 4項中任一項之氧化膜之形成方 法，其中 更進一步對被氧化試料之被氧化區域照射紫外線。 6.如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧化膜之形成方 法，其中 曝露於該氧化試料之該臭氧氣體係在曝胃& _外線後 再提供給該試料之被氧化區域。 一 1 一 1222133 7 .如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中 曝露於該氧化試料之該臭氧氣體係在曝露於紫外線後 再提供給該試料之被氧化區域。 8 .如申請專利範圍第4項之氧化膜之形成方法，其中 將被氧化試料收容於冷壁型處理爐內，並對該處理爐 提供臭氧氣體。 9.如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中 將被氧化試料收容於冷壁型處理爐內，並對該處理爐 提供臭氧氣體。 · 1 〇.如申請專利範圍第6項之氧化膜之形成方法，其中 將被氧化試料收容於冷壁型處理爐內，並對該處理爐 提供臭氧氣體。 1 1 ·如申請專利範圍第7項之氧化膜之形成方法，其中 ^ 將被氧化試料收容於冷壁型處理爐內，並對該處理爐 — 提供臭氧氣體。 - 1 2 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧化膜之形成方 法，其中 ¥ 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 3 ·如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中 一 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 I4·如申請專利範圍第6項之氧化膜之形成方法，其中 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 5 ·如申請專利範圍第7項之氧化膜之形成方法，其中 -2 - 1222133 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 6.如申請專利範圍第8項之氧化膜之形成方法，其中 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 7 .如申請專利範圍第9項之氧化膜之形成方法，其中 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 8 ·如申請專利範圔第1 〇項之氧化膜之形成方法，其中 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 1 9·如申請專利範圍第1 1項之氧化膜之形成方法，其中 以層流狀態對該試料之被氧化區域提供臭氧氣體。 i 20.如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧化膜之形成方 法，其中臭氧氣體之臭氧濃度爲約100%。 2 1 ·如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中臭氧 氣體之臭氧濃度爲約100%。 22·如申請專利範圍第6項之氧化膜之形成方法，其中臭氧 · 氣體之臭氧濃度爲約100%。 · 23·如申請專利範圍第7項之氧化膜之形成方法，其中臭氧 0 氣體之臭氧濃度爲約100%。 24·如申請專利範圍第8項之氧化膜之形成方法，其中臭氧 氣體之臭氧濃度爲約1 0 0 %。 - 2 5 ·如申請專利範圍第9項之氧化膜之形成方法，其中臭氧 、 氣體之臭氧濃度爲約100%。 2 6 ·如申請專利範圍第1 〇項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約100%。 一 3- 1222133 27·如申請專利範圍第1 1項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約100%。 2 8 .如申請專利範圍第j 2項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1〇0%。 2 9 .如申請專利範圍第} 3項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1〇0%。 3〇·如申請專利範圍第14項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1 〇 〇 %。 3 1 ·如申請專利範圍第1 5項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1 〇 〇 %。 3 2 ·如申請專利範圍第} 6項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1 〇 〇 %。 33·如申請專利範圍第17項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1 〇 0 %。 34·如申請專利範圍第18項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約100%。 3 5 ·如申請專利範圍第i 9項之氧化膜之形成方法，其中臭 氧氣體之臭氧濃度爲約1 0 0 %。 36.如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧化膜之形成方 法，其中利用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來 對該被氧化區域實施局部加熱。 3 7 .如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中利用 對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化區 -4 一 1222133 域實施局部加熱。 38·如申請專利範圍第6項之氧化膜之形成方法，其中利用 對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化區 域實施局部加熱。 3 9 ·如申請專利範圍第7項之氧化膜之形成方法，其中利用 對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化區 域實施局部加熱。 40·如申請專利範圍第8項之氧化膜之形成方法，其中利用 對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化區 域實施局部加熱。 4 1 ·如申請專利範圍第9項之氧化膜之形成方法，其中利用 對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化區 域實施局部加熱。 42 ·如申請專利範圍第1 0項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 43 ·如申請專利範圍第1 1項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 44 .如申請專利範圍第1 2項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域貫施局部加熱。 45 .如申請專利範圍第1 3項之氧化膜之形成方法，其中利 一 5 - 1222133 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 46. 如申請專利範圍第14項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 47. 如申請專利範圍第15項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 48·如申請專利範圍第16項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 4 9.如申請專利範圍第17項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 5 0 ·如申請專利範圍第1 8項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 5 1 ·如申請專利範圍第1 9項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 52·如申請專利範圍第20項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 一 6 - 1222133 5 3 .如申請專利範圍第2 1項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 54. 如申請專利範圍第22項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 55. 如申請專利範圍第23項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 56. 如申請專利範圍第24項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 5 7 .如申請專利範圍第2 5項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 5 8 .如申請專利範圍第2 6項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 5 9 .如申請專利範圍第2 7項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 6 〇 .如申請專利範圍第2 8項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 一Ί 一 1222133 區域實施局部加熱。 6 1 .如申請專利範圍第2 9項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 62. 如申請專利範圍第30項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 63. 如申請專利範圍第31項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 64 ·如申請專利範圍第3 2項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 6 5 ·如申請專利範圍第3 3項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 區域實施局部加熱。 66·如申請專利範圍第34項之氧化膜之形成方法，其中利 用對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 ®域實施局部加熱。 67·如申請專利範圍第35項之氧化膜之形成方法，其中利 $對被氧化試料之被氧化區域照射紅外線來對該被氧化 ^域實施局部加熱。 6 8 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧化膜之形成方 -8 - 法’其中將被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器 進行加熱來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 69·如申請專利範圍第5項之氧化膜之形成方法，其中將被 氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱來 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 70·如申請專利範圍第6項之氧化膜之形成方法，其中將被 氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱來 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 7 1 ·如申請專利範圍第7項之氧化膜之形成方法，其中將被 氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱來 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 72.如申請專利範圍第8項之氧化膜之形成方法，其中將被 氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱來 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 7 3 ·如申請專利範圍第9項之氧化膜之形成方法，其中將被 氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱來 對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 74. 如申請專利範圍第10項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 75. 如申請專利範圍第1 1項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 一 9一 76·如申請專利範圍第12項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 77·如申請專利範圍第13項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 78·如申請專利範圍第14項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 7 9 ·如申請專利範圍第1 5項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 80·如申請專利範圍第16項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 8 1 ·如申請專利範圍第1 7項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 82·如申請專利範圍第18項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 83·如申請專利範圍第19項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 -1 0 - 1222133 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 84·如申請專利範圍第20項之氧化膜之形成方法，其中_ 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 8 5 ·如申請專利範圍第2 1項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 86·如申請專利範圍第22項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 87.如申請專利範圍第23項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 8 8 ·如申請專利範圍第2 4項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 89.如申請專利範圍第25項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 90·如申請專利範圍第26項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 9 1 ·如申請專利範圍第27項之氧化膜之形成方法，其中將 - 1卜 1222133 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 92. 如申請專利範圍第28項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 93. 如申請專利範圍第29項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 94·如申請專利範圍第30項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 9 5 .如申請專利範圍第3 1項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 96·如申請專利範圍第32項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 97·如申請專利範圍第33項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 98.如申請專利範圍第34項之氧化膜之形成方法，其中將 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 99·如申請專利範圍第35項之氧化膜之形成方法，其中將 -12- 1222133 被氧化試料載置於承受器上，並以對該承受器進行加熱 來對被氧化試料之被氧化區域實施局部加熱。 10〇. —種氧化膜形成裝置，係使被氧化試料曝露於臭氧氣 體中’在該試料表面形成氧化膜，其特徵爲具有： 可接受臭氧氣體之爐，設置於該爐內且可載置被氧化試 料之承受器，以及對該試料實施局部加熱之加熱裝置。 101·如申請專利範圍第100項之氧化膜之形成裝置，其中： 加熱裝置係發出紅外線之光源，利用對被氧化試料進 行照射來實施該試料之局部加熱。 1〇2·如申請專利範圍第1〇0項之氧化膜之形成裝置，其中： 加熱裝置係利用對前述承受器進行加熱來實施該試料 之局部加熱。 — 1〇3·如申請專利範圍第100至1〇2項中任一項之氧化膜之 -形成裝置，其中： ^ 具有發出紫外線之光源。 . 104·如申請專利範圍第103項之氧化膜之形成裝置，其中 發出紫外線之光源，係照射承受器之上游側般地設置 〇 1 0 5 ·如申請專利範圍第1 0 0至1 0 2項中任一項之氧化膜之 形成裝置，其中： · 具有壓力調整裝置，可調整前述處理爐內之壓力値， 控制該被氧化試料之氧化速度。 1 06 ·如申請專利範圍第104項之氧化膜之形成裝置，其中： - 13 - 1222133 具有壓力調整裝置，可調整前述處理爐內之壓力値， 控制該被氧化試料之氧化速度。 10 7.如申請專利範圍第103項之氧化膜之形成裝置，其中： 具有壓力調整裝置，可調整前述處理爐內之壓力値， 控制該被氧化試料之氧化速度。
一 14-
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