JPH01300527A - 酸化方法およびその装置 - Google Patents
酸化方法およびその装置Info
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- JPH01300527A JPH01300527A JP13030488A JP13030488A JPH01300527A JP H01300527 A JPH01300527 A JP H01300527A JP 13030488 A JP13030488 A JP 13030488A JP 13030488 A JP13030488 A JP 13030488A JP H01300527 A JPH01300527 A JP H01300527A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は酸化方法に関する。
（従来の技術）
従来より半導体のウエノ・の表面に酸化膜を形成する方
法として加圧酸化方法が採用されている。
法として加圧酸化方法が採用されている。
これは、ウェハを８気圧程度の加圧宸化雰囲気の中に置
いて９００℃程度の温度で加熱して表面を加熱する方法
であり、酸化速度と圧力とが比例することから常圧下の
酸化に比べてウェハの表面の酸化速度が速く酸化膜の形
成を短時間で行なえるという利点がある。
いて９００℃程度の温度で加熱して表面を加熱する方法
であり、酸化速度と圧力とが比例することから常圧下の
酸化に比べてウェハの表面の酸化速度が速く酸化膜の形
成を短時間で行なえるという利点がある。
しかして、この加圧酸化方法においてウェハに酸化膜を
形成する処理は第３図で示すシーケンスで行なって込る
。第３図において、ｐ線およびｔ線は処理を行なう炉の
内部における圧力と温度の変化を示している。炉の内部
にウェハを配置して、ステップ１で炉の内部に酸素を供
給して炉内部の圧力を上昇させるとともに、炉に設けた
ヒータで炉の内部の温度を上昇させる。次いで、ステッ
プ２で炉内部の圧力が所定の高さ、例えば８気圧まで上
昇して安定し、さらにステラｆ３で炉内部の温度が所定
の高さ、例えば９００℃で安定する。
形成する処理は第３図で示すシーケンスで行なって込る
。第３図において、ｐ線およびｔ線は処理を行なう炉の
内部における圧力と温度の変化を示している。炉の内部
にウェハを配置して、ステップ１で炉の内部に酸素を供
給して炉内部の圧力を上昇させるとともに、炉に設けた
ヒータで炉の内部の温度を上昇させる。次いで、ステッ
プ２で炉内部の圧力が所定の高さ、例えば８気圧まで上
昇して安定し、さらにステラｆ３で炉内部の温度が所定
の高さ、例えば９００℃で安定する。
その後、ステップ４で炉内部の酸素を外部に排出すると
ともに、ヒータによる加熱を停止する。これらの各ステ
ップ１ 、２ 、 、？および４毎にウェハの各表面を
酸化して酸化膜を形成する。この説明は乾式による加圧
酸化であるが、湿式の場合には、酸素とともに水素を炉
の内部に供給する。
ともに、ヒータによる加熱を停止する。これらの各ステ
ップ１ 、２ 、 、？および４毎にウェハの各表面を
酸化して酸化膜を形成する。この説明は乾式による加圧
酸化であるが、湿式の場合には、酸素とともに水素を炉
の内部に供給する。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このようなシーケンスによりウェハを加
圧酸化させて酸化膜を形成する方法では、最も重要な事
項である酸化膜の品質および厚さの面で次に述べる問題
がある。上記のシーケンスによりウェハの表面に形成さ
れる酸化膜の成長過程を見ると、第４図で示すようにス
テップ１では炉の内部の圧力を上昇させるために酸素を
多量に供給するので、炉内部の温度の上昇線が乱れてウ
ェハ１１の表面には粗い酸化膜１２が形成される。ステ
ラｆ２では炉内部の圧力は安定するが、温度は未だ安定
せずに所定高さの値の前後で不安定な状態にあるために
、やはシ粗い酸化ａ１３が形成される。そして、ステッ
プ３で炉内部の圧力および温度が安定するので、均質な
酸化膜１４が形成される。さらに、ステラｆ４ではステ
ップ１と逆の状態で多量の酸素が炉から排出するので、
やはり粗い酸化膜１５が形成される。このように上記の
シーケンスによると、ステップ１．２および４で粗い酸
化膜が形成され、均質な膜がステップ３のみでしか得ら
れないために、全体としてウェハの表面に均質で良好な
酸化膜が形成することが困難である。
圧酸化させて酸化膜を形成する方法では、最も重要な事
項である酸化膜の品質および厚さの面で次に述べる問題
がある。上記のシーケンスによりウェハの表面に形成さ
れる酸化膜の成長過程を見ると、第４図で示すようにス
テップ１では炉の内部の圧力を上昇させるために酸素を
多量に供給するので、炉内部の温度の上昇線が乱れてウ
ェハ１１の表面には粗い酸化膜１２が形成される。ステ
ラｆ２では炉内部の圧力は安定するが、温度は未だ安定
せずに所定高さの値の前後で不安定な状態にあるために
、やはシ粗い酸化ａ１３が形成される。そして、ステッ
プ３で炉内部の圧力および温度が安定するので、均質な
酸化膜１４が形成される。さらに、ステラｆ４ではステ
ップ１と逆の状態で多量の酸素が炉から排出するので、
やはり粗い酸化膜１５が形成される。このように上記の
シーケンスによると、ステップ１．２および４で粗い酸
化膜が形成され、均質な膜がステップ３のみでしか得ら
れないために、全体としてウェハの表面に均質で良好な
酸化膜が形成することが困難である。
また、上記シーケンスでは、炉の内部に酸素を供給して
ウェハの酸化処理を行ない、その後で酸素がスを炉から
排出するまでの間に各ステッｆ１〜４毎に夫々ウェハの
表面に酸化膜が形成されて酸化膜が順次成長するので、
結果としてウエノ・の表面に形成される酸化膜の膜厚さ
が１ｏｏｏｏ〜２００００ Ｋなり、それ以下の膜厚、
例えば１０００＾の酸化膜を得ることが困難となってい
る。しかし、最近ではウェハの表面に形成する酸化膜と
して１００ＯＸ程度の薄い膜が要求されるようになって
きており、加圧酸化方法においてもこのような薄い酸化
膜を形成できるようにすることが必要となってきている
。
ウェハの酸化処理を行ない、その後で酸素がスを炉から
排出するまでの間に各ステッｆ１〜４毎に夫々ウェハの
表面に酸化膜が形成されて酸化膜が順次成長するので、
結果としてウエノ・の表面に形成される酸化膜の膜厚さ
が１ｏｏｏｏ〜２００００ Ｋなり、それ以下の膜厚、
例えば１０００＾の酸化膜を得ることが困難となってい
る。しかし、最近ではウェハの表面に形成する酸化膜と
して１００ＯＸ程度の薄い膜が要求されるようになって
きており、加圧酸化方法においてもこのような薄い酸化
膜を形成できるようにすることが必要となってきている
。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、被処理体
の表面に均質で薄い酸化膜を形成できる酸化方法を提供
することを目的とする。
の表面に均質で薄い酸化膜を形成できる酸化方法を提供
することを目的とする。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成する念めに本発明の酸化方法は、被処理
体を酸化処理する炉と、この炉に接続して設けられ炉の
圧力の高さに上昇される準備室とを設けた装置で酸化処
理するに際して、炉内の酸化雰囲気処した後に、準備室
から被処理体を炉に挿入して酸化することを特徴とする
ものである。
体を酸化処理する炉と、この炉に接続して設けられ炉の
圧力の高さに上昇される準備室とを設けた装置で酸化処
理するに際して、炉内の酸化雰囲気処した後に、準備室
から被処理体を炉に挿入して酸化することを特徴とする
ものである。
（作用）
炉内を酸化雰囲気にした後忙、準備室からウェハを炉内
に挿入するので、成膜の処理期間を正確に設定できるよ
うにし几ことを特徴とする。
に挿入するので、成膜の処理期間を正確に設定できるよ
うにし几ことを特徴とする。
（実施例）
以下本発明方法を半導体ウェハの高圧酸化方法に適用し
た実施例を第１図に参照して説明する。
た実施例を第１図に参照して説明する。
まず装置を説明する。この実施例は横形炉２１のウェハ
の出入口両方の端部に準備室２２．２３を接続したもの
である。
の出入口両方の端部に準備室２２．２３を接続したもの
である。
水平に配設した炉２１＃ｉ高圧に耐える円筒状圧力容器
となっており、内部に円筒状電気ヒータ２４が装備され
ている。石英で形成された反応管２５は炉２１内の上記
ヒータ２４内部に水平にして挿入配置されている。反応
管２５Ｆｉ被処理体であるウェハ３６を所定の間隔に載
せたボート３７を収容するもので、両端開口から出入れ
するようになっており、両端開口はウェハ３６挿入後に
蓋２６．２６で閉塞される。また、反応管２５には外部
から酸素ガス管２７および水素ガス管２８が接続され、
さらに炉２１１１Ｃは窒素ガス管２９が接続されている
。
となっており、内部に円筒状電気ヒータ２４が装備され
ている。石英で形成された反応管２５は炉２１内の上記
ヒータ２４内部に水平にして挿入配置されている。反応
管２５Ｆｉ被処理体であるウェハ３６を所定の間隔に載
せたボート３７を収容するもので、両端開口から出入れ
するようになっており、両端開口はウェハ３６挿入後に
蓋２６．２６で閉塞される。また、反応管２５には外部
から酸素ガス管２７および水素ガス管２８が接続され、
さらに炉２１１１Ｃは窒素ガス管２９が接続されている
。
炉１の両方の端壁には夫々連通口３０ 、３０が形成さ
れ、炉２１の両端部に設けた準備室２２゜２３と炉２ノ
とが連通口３０．３０を介して連通している。連通口３
０．３０は外部から自動的に制御される蓋、９１ 、３
１で閉塞される。準備室２２．２３Ｆｉ圧力容器であシ
、ボート３７の出入れ口３２．３２を有している。ボー
ト３７の出入れロ３２．３２１１−１自動的に制御され
る蓋３３゜３３により閉塞される。また、準備室２２，
２３ＫＦｉ酸素ガス供給管３４．３４と排気管３５゜３
５が接続されている。
れ、炉２１の両端部に設けた準備室２２゜２３と炉２ノ
とが連通口３０．３０を介して連通している。連通口３
０．３０は外部から自動的に制御される蓋、９１ 、３
１で閉塞される。準備室２２．２３Ｆｉ圧力容器であシ
、ボート３７の出入れ口３２．３２を有している。ボー
ト３７の出入れロ３２．３２１１−１自動的に制御され
る蓋３３゜３３により閉塞される。また、準備室２２，
２３ＫＦｉ酸素ガス供給管３４．３４と排気管３５゜３
５が接続されている。
このように構成した加圧酸化装置くよりウエノ〜を加圧
酸化する場合について説明する。
酸化する場合について説明する。
まず炉２１に設けた反応管２５の両熱開口を蓋２６．２
６で閉じて、反応管２５の内部にガス管２７を通して酸
素（０２）ガスを送込み圧力を加圧酸化処理に必要な高
さ例えば８気圧まで上昇させる。１．た、電気ヒータ２
４で反応管２５を加熱して内部の温度を加圧酸化処理に
必要な高さまで上昇させる。なお、ガス管２９を通して
炉１の内部に窒素（Ｎ２）ガスを送込んで圧力を高め１
反応管２５の内外の圧力のバランスを保持する。一方１
例えば準備室２２の出入れ口、？ ２ ｙｋ閉じていた
蓋３３を開き、複数のウエノ・３６を立てた状態で載せ
念じる。排気ｖ３５から準備室２２の内部から空気を吸
引排気し、代シにガス管３４ｆ通して準備室２２の内部
に酸素ガスを送込んで準備室２２の内この段階ではウェ
ハ３６の表面は酸化されない。
６で閉じて、反応管２５の内部にガス管２７を通して酸
素（０２）ガスを送込み圧力を加圧酸化処理に必要な高
さ例えば８気圧まで上昇させる。１．た、電気ヒータ２
４で反応管２５を加熱して内部の温度を加圧酸化処理に
必要な高さまで上昇させる。なお、ガス管２９を通して
炉１の内部に窒素（Ｎ２）ガスを送込んで圧力を高め１
反応管２５の内外の圧力のバランスを保持する。一方１
例えば準備室２２の出入れ口、？ ２ ｙｋ閉じていた
蓋３３を開き、複数のウエノ・３６を立てた状態で載せ
念じる。排気ｖ３５から準備室２２の内部から空気を吸
引排気し、代シにガス管３４ｆ通して準備室２２の内部
に酸素ガスを送込んで準備室２２の内この段階ではウェ
ハ３６の表面は酸化されない。
この状態で炉２１の一方の端部の開口３０を閉じていた
蓋３ノを開き、さらに反応管２５の一方の端部を閉じて
いた蓋２６を外して、ボート３７をｔＨ＝、。
蓋３ノを開き、さらに反応管２５の一方の端部を閉じて
いた蓋２６を外して、ボート３７をｔＨ＝、。
２６を閉じる。ボート３７に載せられ几ウェハ ′−！
゛３６は反応管２５の内部において加圧酸化雰囲気（８
気圧、９００℃）に配置されて酸化処理され、ウェハ３
６の表面に酸化膜が形成される。この場合、ウェハ３６
は予じめ８気圧に昇圧してｂる準備室２２から予じめ加
圧酸化雰囲気となっている反応管２５に移動して、安定
した圧力と温度の下で直ちに第２図で示すようにウェハ
３６の表面に均質な酸化膜３８を形成することができる
。そして、所定厚さ例えば１００ＯＸの酸化膜を形成す
るに必要な時間を経過した後、蓋２６および蓋３ノを開
きウェハ３６′ｆＬ−反応管２５から準備室２２に移し
、再び蓋２６および蓋３ノを閉じる。
゛３６は反応管２５の内部において加圧酸化雰囲気（８
気圧、９００℃）に配置されて酸化処理され、ウェハ３
６の表面に酸化膜が形成される。この場合、ウェハ３６
は予じめ８気圧に昇圧してｂる準備室２２から予じめ加
圧酸化雰囲気となっている反応管２５に移動して、安定
した圧力と温度の下で直ちに第２図で示すようにウェハ
３６の表面に均質な酸化膜３８を形成することができる
。そして、所定厚さ例えば１００ＯＸの酸化膜を形成す
るに必要な時間を経過した後、蓋２６および蓋３ノを開
きウェハ３６′ｆＬ−反応管２５から準備室２２に移し
、再び蓋２６および蓋３ノを閉じる。
この場合、準備室２２は８気圧の状態にあり、ウェハ２
６の表面は酸化されない。さらに、蓋３３を開いてウニ
／・３６を準備室２２の外方に取出す。
６の表面は酸化されない。さらに、蓋３３を開いてウニ
／・３６を準備室２２の外方に取出す。
従って、圧力の昇降による温度の乱れがなくウェハ３６
の表面に均質で薄込酸化膜を形成できる。
の表面に均質で薄込酸化膜を形成できる。
ま九、常時酸素ガスの出入れを行なうのは準備室２２の
みで、反応管２５には初めに酸素ガスを入れるだけであ
るから、酸素ガスの使用が経済的である。準備室２２で
は大気と置換して酸素ガスを送込むので、炉１への大気
の巻込みを防止できる。
みで、反応管２５には初めに酸素ガスを入れるだけであ
るから、酸素ガスの使用が経済的である。準備室２２で
は大気と置換して酸素ガスを送込むので、炉１への大気
の巻込みを防止できる。
一方の準備室２２を使用してウェハ３６の加圧酸化処理
を行なっている間に他方の準備室２３を使用して他のウ
ェハ３６の加圧酸化処理の準備を行なうことによシ、加
圧酸化処理を連続して能率良く行なうことができる。
を行なっている間に他方の準備室２３を使用して他のウ
ェハ３６の加圧酸化処理の準備を行なうことによシ、加
圧酸化処理を連続して能率良く行なうことができる。
さらに、酸化処理を１回行なう毎に、反応管内の圧力を
昇降圧しなくてもすむので、ガスの消費量が少ないうえ
に、７″ロセス間の短縮ができる。
昇降圧しなくてもすむので、ガスの消費量が少ないうえ
に、７″ロセス間の短縮ができる。
また、連続運転が可能になり、反応管内が常に大気と分
離されるので汚染が少なＡ、。
離されるので汚染が少なＡ、。
前述した実施例で（・ゴ乾式の加圧酸化処理につい送込
むことにより湿式の加圧酸化処理を行なうことができる
。
むことにより湿式の加圧酸化処理を行なうことができる
。
ウェハは立てた状態で加圧酸化処理するだけでなく、炉
２１の部分縦形炉にしてウエノ・水平に並べて処理を行
なうことができる。
２１の部分縦形炉にしてウエノ・水平に並べて処理を行
なうことができる。
［発明の効果コ
以上説明し几ように本発明の酸化方法によれば、圧力の
昇降による温度の乱れがなく、安定した圧力および温度
の下で被処理体に酸化処理を施すので、被処理体の表面
に均質で薄い酸化膜を形成することができる。
昇降による温度の乱れがなく、安定した圧力および温度
の下で被処理体に酸化処理を施すので、被処理体の表面
に均質で薄い酸化膜を形成することができる。
第１図は本発明方法の一実施例に使用するウェハ高圧酸
化装置を示す断面図、第２図は本発明同実施例において
形成したウェハの酸化膜を示す断面図、第３図は従来の
加圧酸化処理の行程を示す説明図、第４図は従来の加圧
酸化処理により形成したウェハの酸化膜を示す断面図で
ある。 ２１・・・炉、２２．２３・・・準準室、２５・・・反
応管、３６・・・ウェハ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 音第２日
化装置を示す断面図、第２図は本発明同実施例において
形成したウェハの酸化膜を示す断面図、第３図は従来の
加圧酸化処理の行程を示す説明図、第４図は従来の加圧
酸化処理により形成したウェハの酸化膜を示す断面図で
ある。 ２１・・・炉、２２．２３・・・準準室、２５・・・反
応管、３６・・・ウェハ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 音第２日
Claims (1)
- 被処理体を酸化処理する炉と、この炉に接続して設け
られ前記炉の圧力の高さに上昇される準備室とを設けた
装置で酸化処理するに際し、上記炉内を酸化雰囲気にし
た後、前記準備室から被処理体を前記炉に挿入して酸化
することを特徴とする酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030488A JPH01300527A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 酸化方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030488A JPH01300527A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 酸化方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300527A true JPH01300527A (ja) | 1989-12-05 |
Family
ID=15031117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13030488A Pending JPH01300527A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 酸化方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01300527A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006426A1 (ja) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Limited | 高圧熱処理装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221107A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Hitachi Ltd | 処理装置 |
| JPS6325922A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ装置 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP13030488A patent/JPH01300527A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221107A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Hitachi Ltd | 処理装置 |
| JPS6325922A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006426A1 (ja) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Limited | 高圧熱処理装置 |
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