JPH0353530A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0353530A JPH0353530A JP18924689A JP18924689A JPH0353530A JP H0353530 A JPH0353530 A JP H0353530A JP 18924689 A JP18924689 A JP 18924689A JP 18924689 A JP18924689 A JP 18924689A JP H0353530 A JPH0353530 A JP H0353530A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、酸化膜を形成する半導体装置の製造、方法に
関し、特に急熱短時間酸化(RTO;RapidThe
rmal Oxidation )処理による均一な酸
化膜の形戒方法に関する。
関し、特に急熱短時間酸化(RTO;RapidThe
rmal Oxidation )処理による均一な酸
化膜の形戒方法に関する。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にほぼ
均一な第一の酸化膜を急熱短時間酸化処理により形威し
、次いで、前記急熱短時間酸化処理を行った同一反応室
内で任意の厚さの第二の酸化膜を象,熱短時間酸化処理
により形成することにより、酸化膜の耐圧特性を確保し
ながら、WA厚の均一性を向上させるものである。
均一な第一の酸化膜を急熱短時間酸化処理により形威し
、次いで、前記急熱短時間酸化処理を行った同一反応室
内で任意の厚さの第二の酸化膜を象,熱短時間酸化処理
により形成することにより、酸化膜の耐圧特性を確保し
ながら、WA厚の均一性を向上させるものである。
酸化膜形成技術には気相化学反応(CVD・),スバッ
タ.回転塗布により基板にS i O2膜を堆積させる
堆積法と常圧酸化,高圧酸化及び酸素プラズマ酸化によ
る酸化法がある.このうち、酸化法は、常圧酸化.高圧
酸化のように酸素ガスもしくは水蒸気中で700−11
00゜Cの比較的高温で酸化する方法と、酸素プラズマ
を酸化種として400〜7 0 0 ”Cの比較的低温
でシリコン基板を酸化する方法が知られている。常圧酸
化は最も一般的な方法であり、特に素子間分離のための
LOCOSM化とゲート酸化膜形成において重要であと
ころで、近年、MOSメモリーが微細化されるに従って
ゲート酸化膜の薄膜化が進み、100人以下の酸化膜が
使用されている.このような100人以下の膜厚の酸化
膜を形成する方法として白熱線等のヒータを熱源とする
従来の電気炉を用いる場合、酸化レートを下げて膜厚の
均一性を確保するとともに、900゜C以下の比較的低
温で酸化し、不純物の拡散が起こらないようにして膜質
の低下を防止している。
タ.回転塗布により基板にS i O2膜を堆積させる
堆積法と常圧酸化,高圧酸化及び酸素プラズマ酸化によ
る酸化法がある.このうち、酸化法は、常圧酸化.高圧
酸化のように酸素ガスもしくは水蒸気中で700−11
00゜Cの比較的高温で酸化する方法と、酸素プラズマ
を酸化種として400〜7 0 0 ”Cの比較的低温
でシリコン基板を酸化する方法が知られている。常圧酸
化は最も一般的な方法であり、特に素子間分離のための
LOCOSM化とゲート酸化膜形成において重要であと
ころで、近年、MOSメモリーが微細化されるに従って
ゲート酸化膜の薄膜化が進み、100人以下の酸化膜が
使用されている.このような100人以下の膜厚の酸化
膜を形成する方法として白熱線等のヒータを熱源とする
従来の電気炉を用いる場合、酸化レートを下げて膜厚の
均一性を確保するとともに、900゜C以下の比較的低
温で酸化し、不純物の拡散が起こらないようにして膜質
の低下を防止している。
しかし、酸化膜のgi膜化にともなって処理温度をさら
に低温化させる必要があり、このような低温化に起因す
る耐圧性の低下や膜がポーラスになる等の膜質の劣化が
起きる虞れがある。
に低温化させる必要があり、このような低温化に起因す
る耐圧性の低下や膜がポーラスになる等の膜質の劣化が
起きる虞れがある。
そこで、上述のような膜質の劣化を改善するための技術
として、最近では、ハロゲンランプ照射による急熱短時
間酸化が注目されている(例えば、特開昭63−211
759号公報参照.).この急熱短時間酸化処理は、ハ
ロゲンランプ(近赤外光0. 4〜4.0μm波長)の
輻射による赤外線により.短時間(数秒間或いは数分間
程度)、試料を連続的に照射するものである。このよう
なハロゲンランプ照射を用い、酸素ガス中でドライ酸化
された酸化膜は、水蒸気中で電気炉を用いてウェット酸
化された酸化膜と同等あるいはそれ以上の耐圧特性を有
している. 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、上述のハロゲンランプ照射による急熱短時間
酸化処理によって酸化膜を形成する方法では、耐圧性は
確保されるが、一方で半導体基体の面内の膜厚の均一性
が低下するという欠点がある。一般的に、酸化膜の膜厚
と膜厚のばらつき度の関係は、膜厚が薄くなるに従って
欣厚のばらつきが大きくなる傾向にある.また、従来の
急熱短時間酸化によって形威した酸化膜と電気炉を用い
て形成した酸化膜を比較した場合、実験結果によれば、
膜厚が200人以下の領域では急熱短時間酸化による酸
化膜の均一性は大きく劣化しており、急熱短時間酸化処
理による酸化膜の均一度の値は電気炉による酸化膜の均
一度の約1/2になった.これは、酸化膜を処理する際
の初期の酸化レートが電気炉を用いた場合に比べて速い
ためと考えられる。さらに、膜厚が50人以下の極めて
薄い膜厚の領域において急熱短時間酸化処理による酸化
膜のばらつき度は約10%を越える値となり、このよう
な均一度の低下に伴い耐圧分布も低下するという問題が
ある。
として、最近では、ハロゲンランプ照射による急熱短時
間酸化が注目されている(例えば、特開昭63−211
759号公報参照.).この急熱短時間酸化処理は、ハ
ロゲンランプ(近赤外光0. 4〜4.0μm波長)の
輻射による赤外線により.短時間(数秒間或いは数分間
程度)、試料を連続的に照射するものである。このよう
なハロゲンランプ照射を用い、酸素ガス中でドライ酸化
された酸化膜は、水蒸気中で電気炉を用いてウェット酸
化された酸化膜と同等あるいはそれ以上の耐圧特性を有
している. 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、上述のハロゲンランプ照射による急熱短時間
酸化処理によって酸化膜を形成する方法では、耐圧性は
確保されるが、一方で半導体基体の面内の膜厚の均一性
が低下するという欠点がある。一般的に、酸化膜の膜厚
と膜厚のばらつき度の関係は、膜厚が薄くなるに従って
欣厚のばらつきが大きくなる傾向にある.また、従来の
急熱短時間酸化によって形威した酸化膜と電気炉を用い
て形成した酸化膜を比較した場合、実験結果によれば、
膜厚が200人以下の領域では急熱短時間酸化による酸
化膜の均一性は大きく劣化しており、急熱短時間酸化処
理による酸化膜の均一度の値は電気炉による酸化膜の均
一度の約1/2になった.これは、酸化膜を処理する際
の初期の酸化レートが電気炉を用いた場合に比べて速い
ためと考えられる。さらに、膜厚が50人以下の極めて
薄い膜厚の領域において急熱短時間酸化処理による酸化
膜のばらつき度は約10%を越える値となり、このよう
な均一度の低下に伴い耐圧分布も低下するという問題が
ある。
そこで、本発明は、急熱短時間酸化処理により形或する
方法であって、特に膜厚が100入よりも}通い酸化膜
においても膜圧特性及び膜厚の均一性の両方の点で優れ
た酸化膜を形威する半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする.〔課題を解決するための手段〕 本発明の多層配線形威方法は上述の目的を達戒するため
に提案されたものであり、シリコン基板等の半導体基仮
に対し、ほぼ均一な第一の酸化膜を第一の急熱短時間酸
化処理により形威する工程と、前記第一の急熱短時間酸
化処理を行った同一反応室内で任、意の厚さの第二の酸
化Rタを第二の急熱短時間酸化処理により形成する工程
とからなることを特徴とする.ここで、第二の酸化膜は
第一の酸化膜がさらに酸化されたものであって、一体に
形成される。
方法であって、特に膜厚が100入よりも}通い酸化膜
においても膜圧特性及び膜厚の均一性の両方の点で優れ
た酸化膜を形威する半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする.〔課題を解決するための手段〕 本発明の多層配線形威方法は上述の目的を達戒するため
に提案されたものであり、シリコン基板等の半導体基仮
に対し、ほぼ均一な第一の酸化膜を第一の急熱短時間酸
化処理により形威する工程と、前記第一の急熱短時間酸
化処理を行った同一反応室内で任、意の厚さの第二の酸
化Rタを第二の急熱短時間酸化処理により形成する工程
とからなることを特徴とする.ここで、第二の酸化膜は
第一の酸化膜がさらに酸化されたものであって、一体に
形成される。
ここで、第一の急熱短時間酸化処理は処理瓜度を750
〜850゜Cの範囲で行うことができ、より好ましくは
、780〜8 2 0 ’Cである。第二の急熱短時間
酸化処理においては、1100〜1200゜C程度の範
囲で行うことができる.また、第一の急熱短時間酸化処
理の処理温度までの昇温速度は、50゜C/ s e
c以下とされ、第二の急熱短時間酸化処理の処理温度ま
での昇温速度は、5〜100゜(/secとされ、10
0℃/ s e c以上は均一性の面から好ましくない
。
〜850゜Cの範囲で行うことができ、より好ましくは
、780〜8 2 0 ’Cである。第二の急熱短時間
酸化処理においては、1100〜1200゜C程度の範
囲で行うことができる.また、第一の急熱短時間酸化処
理の処理温度までの昇温速度は、50゜C/ s e
c以下とされ、第二の急熱短時間酸化処理の処理温度ま
での昇温速度は、5〜100゜(/secとされ、10
0℃/ s e c以上は均一性の面から好ましくない
。
また、第一の酸化膜の膜厚が例えば20人以下とされ、
第二の酸化膜と第一の酸化膜の膜厚の和が例えば100
人よりも薄いような酸化膜を形成する場合に、本発明の
半導体装置の製造方法は適応できる。
第二の酸化膜と第一の酸化膜の膜厚の和が例えば100
人よりも薄いような酸化膜を形成する場合に、本発明の
半導体装置の製造方法は適応できる。
先ず、シリコン基板上の酸化膜を750〜850゜Cの
比較的低温で急熱短時間酸化することにより、膜厚の均
一性に優れた第一の酸化膜が形成される。次いで、上述
の急熱短時間酸化処理を行った同一反応室内で連続的に
1100〜1200℃の高温で通常の急熱短時間酸化処
理を行って任意の厚さの第二の酸化膜を形戒することに
より、第二の酸化膜の酸化工程では既に第一の酸化膜が
形威されているので、膜厚は酸化時間の1/2乗に比例
し、酸化処理における初期の酸化レートが速くなる虞れ
がない。従って、従来の急熱短時間酸化の場合に比べて
低い酸化レートで急熱短時間酸化が行われるため、酸化
膜の膜厚の均一性が確保されたまま酸化が進行する.ま
た、第二の急熱短時間酸化を行うので信頼性の高い耐圧
特性が得られる. 〔実施例〕 本発明の好適な実施例゜を図面を参照しながら説明する
。
比較的低温で急熱短時間酸化することにより、膜厚の均
一性に優れた第一の酸化膜が形成される。次いで、上述
の急熱短時間酸化処理を行った同一反応室内で連続的に
1100〜1200℃の高温で通常の急熱短時間酸化処
理を行って任意の厚さの第二の酸化膜を形戒することに
より、第二の酸化膜の酸化工程では既に第一の酸化膜が
形威されているので、膜厚は酸化時間の1/2乗に比例
し、酸化処理における初期の酸化レートが速くなる虞れ
がない。従って、従来の急熱短時間酸化の場合に比べて
低い酸化レートで急熱短時間酸化が行われるため、酸化
膜の膜厚の均一性が確保されたまま酸化が進行する.ま
た、第二の急熱短時間酸化を行うので信頼性の高い耐圧
特性が得られる. 〔実施例〕 本発明の好適な実施例゜を図面を参照しながら説明する
。
本発明は、ハロゲンランプ加熱を用いた急熱短特間酸化
によってシリコン酸化膜を形威する半導体装置の製造方
法である。
によってシリコン酸化膜を形威する半導体装置の製造方
法である。
先ず、半導体基板であるシリコン基板の表面を洗浄し、
希フン酸による表面処理を行う。この表面処理を行った
半導体基板上には薄い自然酸化膜が形成される. 次に、第1図に示すように、ハロゲンランプ加熱により
昇温速度を50゜(:/sec以下で800゜Cまで昇
温し、800゜Cで第一の急熱短時間酸化を行ってII
厚が20人程度である第一の酸化膜が形威される.なお
、第一の急熱短時間酸化処理の処理温度は750〜B5
0″Cの範囲とすることが好ましく、より好ましくは、
780〜820゜Cである. そして、第一の急熱短時間酸化を行った同一反応室内で
連続してl150゜Cまで加熱する.温度が1150゜
Cに達した後、この温度で通常の短時間酸化により所望
の膜厚の第二の酸化膜が形成される。1150’Cまで
の昇温速度は5〜1 0 0 ’C/ s e cが適
当とされ、均一性の面から100゜C/ s e c以
上は好ましくない。
希フン酸による表面処理を行う。この表面処理を行った
半導体基板上には薄い自然酸化膜が形成される. 次に、第1図に示すように、ハロゲンランプ加熱により
昇温速度を50゜(:/sec以下で800゜Cまで昇
温し、800゜Cで第一の急熱短時間酸化を行ってII
厚が20人程度である第一の酸化膜が形威される.なお
、第一の急熱短時間酸化処理の処理温度は750〜B5
0″Cの範囲とすることが好ましく、より好ましくは、
780〜820゜Cである. そして、第一の急熱短時間酸化を行った同一反応室内で
連続してl150゜Cまで加熱する.温度が1150゜
Cに達した後、この温度で通常の短時間酸化により所望
の膜厚の第二の酸化膜が形成される。1150’Cまで
の昇温速度は5〜1 0 0 ’C/ s e cが適
当とされ、均一性の面から100゜C/ s e c以
上は好ましくない。
なお、第二の急熱短時間酸化では、処理温度を1 10
0〜1200゜Cの範囲内で行うことができる. ここで、第2図は、本実施例の酸化膜の形戒方法によっ
て得られた酸化膜の膜厚(横軸)と膜厚のばらつき度(
縦軸)の関係を示すものであり、同時に、電気炉による
酸化膜及び従来の急熱短時間酸化による酸化膜との比較
を示すものである.第2図に示すように、本実施例によ
る酸化膜は電気炉による酸化膜とほぼ同じレベルの膜厚
の均一性の高い酸化膜が得られており、膜厚が50人の
非常に薄い膜においても膜厚のばらつき度はわずか5%
程度である。一方、従来の急熱短時間酸化による酸化膜
と比較した場合、100入以下の膜厚の領域で、2倍以
上の均一性が得られている.以上のような二段階の急熱
短時間酸化を行って酸化膜を形戒することにより、予め
第一の酸化膜が形成されているので第二の酸化膜の酸化
工程では実質的な酸化レートが低くなるため、膜厚がば
らつく要因がなくなり、均一な酸化膜が形威される。ま
た、高温で酸化処理されるので耐圧特性が向上する. 〔発明の効果〕 本発明の半導体装置の製造方法で5よ、温度の異なった
二段階の急熱短時間酸化が行われる。即ち、比較的低温
では均一な酸化膜が形成され、高温の急熱短時間酸化で
は酸化膜の欣質特性が向上される。第二のt熱短時間酸
化は既に第一の酸化膜が形威されているために、その酸
化レートが高くならず、酸化膜の均一性が確保されたま
ま進行する.従って、100人以下程度の膜厚の薄い酸
化膜においても耐圧特性と均一性に優れた酸化膜の形威
が実現される。
0〜1200゜Cの範囲内で行うことができる. ここで、第2図は、本実施例の酸化膜の形戒方法によっ
て得られた酸化膜の膜厚(横軸)と膜厚のばらつき度(
縦軸)の関係を示すものであり、同時に、電気炉による
酸化膜及び従来の急熱短時間酸化による酸化膜との比較
を示すものである.第2図に示すように、本実施例によ
る酸化膜は電気炉による酸化膜とほぼ同じレベルの膜厚
の均一性の高い酸化膜が得られており、膜厚が50人の
非常に薄い膜においても膜厚のばらつき度はわずか5%
程度である。一方、従来の急熱短時間酸化による酸化膜
と比較した場合、100入以下の膜厚の領域で、2倍以
上の均一性が得られている.以上のような二段階の急熱
短時間酸化を行って酸化膜を形戒することにより、予め
第一の酸化膜が形成されているので第二の酸化膜の酸化
工程では実質的な酸化レートが低くなるため、膜厚がば
らつく要因がなくなり、均一な酸化膜が形威される。ま
た、高温で酸化処理されるので耐圧特性が向上する. 〔発明の効果〕 本発明の半導体装置の製造方法で5よ、温度の異なった
二段階の急熱短時間酸化が行われる。即ち、比較的低温
では均一な酸化膜が形成され、高温の急熱短時間酸化で
は酸化膜の欣質特性が向上される。第二のt熱短時間酸
化は既に第一の酸化膜が形威されているために、その酸
化レートが高くならず、酸化膜の均一性が確保されたま
ま進行する.従って、100人以下程度の膜厚の薄い酸
化膜においても耐圧特性と均一性に優れた酸化膜の形威
が実現される。
第1図は本発明にかかる半導体装置の製造方法の一例の
温度スケジュールを示す図である.第2図は本発明にか
かる半導体装置の製造方法の一例の膜厚と均一性の関係
図である。
温度スケジュールを示す図である.第2図は本発明にか
かる半導体装置の製造方法の一例の膜厚と均一性の関係
図である。
Claims (1)
- 半導体基板に対し、ほぼ均一な第一の酸化膜を第一の急
熱短時間酸化処理により形成する工程と、前記第一の急
熱短時間酸化処理を行った同一反応室内で任意の厚さの
第二の酸化膜を第二の急熱短時間酸化処理により形成す
る工程を具備してなる半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18924689A JP2917303B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18924689A JP2917303B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353530A true JPH0353530A (ja) | 1991-03-07 |
| JP2917303B2 JP2917303B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=16238074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18924689A Expired - Fee Related JP2917303B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917303B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087978A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008182192A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-08-07 | Sumco Corp | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
| CN113436961A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 氧化膜生成方法 |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP18924689A patent/JP2917303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087978A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008182192A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-08-07 | Sumco Corp | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
| US7767549B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-08-03 | Sumco Corporation | Method of manufacturing bonded wafer |
| CN113436961A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 氧化膜生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2917303B2 (ja) | 1999-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |