JPH05254964A - 固体試料の表面処理方法 - Google Patents
固体試料の表面処理方法Info
- Publication number
- JPH05254964A JPH05254964A JP3053653A JP5365391A JPH05254964A JP H05254964 A JPH05254964 A JP H05254964A JP 3053653 A JP3053653 A JP 3053653A JP 5365391 A JP5365391 A JP 5365391A JP H05254964 A JPH05254964 A JP H05254964A
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- JP
- Japan
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- solid sample
- component
- surface treatment
- solid
- gas
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- Pending
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はシリコン集積回路の製造に際し、絶
縁層として用いるシリコン酸化膜の形成を高速に行うこ
とができ、またシリコン・ウェーハの所望の局所のみを
酸化できる新しい安価な固体試料の表面処理法を提供す
るものである。 【構成】 反応性元素を成分として含む気体を、先端を
絞ったノズルから噴出させ、高温に保持した固体試料の
表面にこの噴流を当てることにより、固体表面に、該固
体の少なくとも一成分と、上記気体の少なくとも一成分
との化合物からなる薄膜を形成すること、もしくは該固
体表面層の組成の中での上記気体成分の反応性元素の含
有率を増加させる固体試料の表面処理方法である。
縁層として用いるシリコン酸化膜の形成を高速に行うこ
とができ、またシリコン・ウェーハの所望の局所のみを
酸化できる新しい安価な固体試料の表面処理法を提供す
るものである。 【構成】 反応性元素を成分として含む気体を、先端を
絞ったノズルから噴出させ、高温に保持した固体試料の
表面にこの噴流を当てることにより、固体表面に、該固
体の少なくとも一成分と、上記気体の少なくとも一成分
との化合物からなる薄膜を形成すること、もしくは該固
体表面層の組成の中での上記気体成分の反応性元素の含
有率を増加させる固体試料の表面処理方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン集積回路の製造
に際し、絶縁層として用いるシリコン酸化膜の形成を高
速に行うことができ、かつ従来の高圧酸化法のように装
置が大規模、高価にならず、またシリコン・ウェーハの
所望の局所のみを酸化できる新しい手段を提供するもの
である。本発明の適用できる製品名は酸化炉、熱処理装
置であり、本発明の属する技術分野は半導体又は超伝導
体の表面処理方法及び半導体エレクトロニクスの開発に
ある。
に際し、絶縁層として用いるシリコン酸化膜の形成を高
速に行うことができ、かつ従来の高圧酸化法のように装
置が大規模、高価にならず、またシリコン・ウェーハの
所望の局所のみを酸化できる新しい手段を提供するもの
である。本発明の適用できる製品名は酸化炉、熱処理装
置であり、本発明の属する技術分野は半導体又は超伝導
体の表面処理方法及び半導体エレクトロニクスの開発に
ある。
【０００２】
【従来の技術】シリコン集積回路において絶縁層として
用いられるシリコン酸化膜の形成を増速する従来の技術
としては、酸化炉全体を高圧装置とし、５〜20気圧の酸
素を充填して、静的な高圧で酸化を行う高圧酸化法があ
る。
用いられるシリコン酸化膜の形成を増速する従来の技術
としては、酸化炉全体を高圧装置とし、５〜20気圧の酸
素を充填して、静的な高圧で酸化を行う高圧酸化法があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の静的な高圧で酸
化を行う高圧酸化法は耐圧・防爆対策を要するので装置
が大掛りになる等の欠点があり、実験段階に止まってい
る。
化を行う高圧酸化法は耐圧・防爆対策を要するので装置
が大掛りになる等の欠点があり、実験段階に止まってい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の通りで
ある。
ある。
【０００５】第１発明 反応性元素を成分として含む気
体を、先端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持し
た固体試料の表面にこの噴流を当てることによって、該
固体表面に、該固体の少なくとも一成分と、上記気体の
少なくとも一成分との化合物から成る薄膜を形成するこ
とを特徴とする固体試料の表面処理方法。
体を、先端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持し
た固体試料の表面にこの噴流を当てることによって、該
固体表面に、該固体の少なくとも一成分と、上記気体の
少なくとも一成分との化合物から成る薄膜を形成するこ
とを特徴とする固体試料の表面処理方法。
【０００６】第２発明 反応性元素を成分として含む気
体を、先端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持し
た固体試料の表面にこの噴流を当てることによって、該
固体表面層の組成の中で上記気体成分の反応性元素の含
有率を増加させることを特徴とする固体試料の表面処理
方法。
体を、先端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持し
た固体試料の表面にこの噴流を当てることによって、該
固体表面層の組成の中で上記気体成分の反応性元素の含
有率を増加させることを特徴とする固体試料の表面処理
方法。
【０００７】第３発明 固体試料を加熱するにレーザー
光もしくは非コヒーレント光を使用し、この光は別個に
設けた光ガイド中を伝搬するか、あるいは気体を導入す
るノズル管の管壁を光ガイドとして伝搬して上記固体試
料に入射させることを特徴とする請求項１又は請求項２
の何れかに記載の固体試料の表面処理方法。
光もしくは非コヒーレント光を使用し、この光は別個に
設けた光ガイド中を伝搬するか、あるいは気体を導入す
るノズル管の管壁を光ガイドとして伝搬して上記固体試
料に入射させることを特徴とする請求項１又は請求項２
の何れかに記載の固体試料の表面処理方法。
【０００８】第４発明 固体試料は半導体又は超伝導体
である請求項１ないし３の何れかに記載の固体試料の表
面処理方法。
である請求項１ないし３の何れかに記載の固体試料の表
面処理方法。
【０００９】第５発明 反応性元素を成分として含む気
体は酸素ガスである請求項１ないし４の何れかに記載の
固体試料の表面処理方法。
体は酸素ガスである請求項１ないし４の何れかに記載の
固体試料の表面処理方法。
【００１０】
【作用】本発明の表面処理を実施するに当って、固体試
料を加熱する熱源としてレーザー光もしくは非コヒーレ
ント光を使用し、この光は別個に設けた光ガイド中を伝
搬させるか、あるいは気体を導入するノズル管の管壁を
光ガイドとして伝搬させて上記固体試料に入射するもの
である。本発明において、固体試料とは半導体又は超伝
導体をさすものである。また、本発明において、反応性
元素を成分として含む気体とは具体的には酸素ガスをさ
すものである。また第１発明でいう固体試料とは半導体
表面をさし、第２発明でいう固体表面とは超伝導体の表
面をさし、超伝導体表面にレーザー光もしくは非コヒー
レント光を照射し、超伝導体表面の酸素濃度を増加させ
て、超伝導体表面の物性を変えられることをさすもので
ある。
料を加熱する熱源としてレーザー光もしくは非コヒーレ
ント光を使用し、この光は別個に設けた光ガイド中を伝
搬させるか、あるいは気体を導入するノズル管の管壁を
光ガイドとして伝搬させて上記固体試料に入射するもの
である。本発明において、固体試料とは半導体又は超伝
導体をさすものである。また、本発明において、反応性
元素を成分として含む気体とは具体的には酸素ガスをさ
すものである。また第１発明でいう固体試料とは半導体
表面をさし、第２発明でいう固体表面とは超伝導体の表
面をさし、超伝導体表面にレーザー光もしくは非コヒー
レント光を照射し、超伝導体表面の酸素濃度を増加させ
て、超伝導体表面の物性を変えられることをさすもので
ある。
【００１１】
【実施例】以下図面について、本発明の実施の一具体例
について説明する。図１中、１は電気炉、１Ａは電気炉
高周波コイル、２は石英ガラス製の反応管であり、その
中心軸に沿って石英ガラス製のノズル管３が、電気炉１
の中央まで挿入されている。配管系４によって、ノズル
管３には酸素ガスが供給され、反応管２には酸素または
窒素ガスが配管系５により供給される。ノズル管３は図
１の例では内径４mmで、先端を内径0.5 mmに絞ってあ
る。図中６は石英ガラス製の試料台で、この上にシリコ
ン・ウェーハ７が、表面をガス流に垂直に向けて保持さ
れる。ノズル管３の先端とウェーハ７の間隔は１mmであ
る。配管４中に設けた流量計８Ａと圧力計９とはノズル
管３から噴出する酸素ガスの流量と、ノズル管３に入る
点での圧力とを測定するものである。これらは調節弁１
０Ａによって調節される。流量計８Ｂと調節弁１０Ｂは
配管５を通じて反応管２中に供給する酸素の量を測定し
その圧力を調節するものである。
について説明する。図１中、１は電気炉、１Ａは電気炉
高周波コイル、２は石英ガラス製の反応管であり、その
中心軸に沿って石英ガラス製のノズル管３が、電気炉１
の中央まで挿入されている。配管系４によって、ノズル
管３には酸素ガスが供給され、反応管２には酸素または
窒素ガスが配管系５により供給される。ノズル管３は図
１の例では内径４mmで、先端を内径0.5 mmに絞ってあ
る。図中６は石英ガラス製の試料台で、この上にシリコ
ン・ウェーハ７が、表面をガス流に垂直に向けて保持さ
れる。ノズル管３の先端とウェーハ７の間隔は１mmであ
る。配管４中に設けた流量計８Ａと圧力計９とはノズル
管３から噴出する酸素ガスの流量と、ノズル管３に入る
点での圧力とを測定するものである。これらは調節弁１
０Ａによって調節される。流量計８Ｂと調節弁１０Ｂは
配管５を通じて反応管２中に供給する酸素の量を測定し
その圧力を調節するものである。
【００１２】図２は、酸素圧力４気圧、流量１リッター
／min 、炉温度1100℃で１時間酸化した場合の、ウェー
ハ上での酸化膜厚の分布を示す。ノズルの正面に当たる
位置では酸化の増進が著しく、酸化膜厚のピークが見ら
れる。この部分以外ではウェーハ全面にわたって一様な
厚さの酸化膜が成長しているが、これはノズルから噴出
してウェーハに当たった後、ウェーハ表面に沿って流れ
た酸素によって作られた酸化膜である。ウェーハ全面に
厚い酸化膜をつけたければ、ウェーハ表面に沿った方向
でノズルとウェーハを相対的に動かして、酸素の噴流
（ジェット）がウェーハ全面を走査するようにすればよ
い。
／min 、炉温度1100℃で１時間酸化した場合の、ウェー
ハ上での酸化膜厚の分布を示す。ノズルの正面に当たる
位置では酸化の増進が著しく、酸化膜厚のピークが見ら
れる。この部分以外ではウェーハ全面にわたって一様な
厚さの酸化膜が成長しているが、これはノズルから噴出
してウェーハに当たった後、ウェーハ表面に沿って流れ
た酸素によって作られた酸化膜である。ウェーハ全面に
厚い酸化膜をつけたければ、ウェーハ表面に沿った方向
でノズルとウェーハを相対的に動かして、酸素の噴流
（ジェット）がウェーハ全面を走査するようにすればよ
い。
【００１３】図３は、酸化膜厚Ｘと酸化時間ｔとの関係
を、酸素ジェットによる酸化と常圧酸素による酸化につ
いて、両対数目盛りで示したもので、いずれも外１
を、酸素ジェットによる酸化と常圧酸素による酸化につ
いて、両対数目盛りで示したもので、いずれも外１
【外１】 なる拡散律速の理論式に合っている。また係数Ｂはジェ
ットによる酸化が常圧酸化の４倍になっているが、これ
は両者の酸素圧力の比に等しい。したがってジェット酸
化は従来の高圧酸化と同じ機構によっていると考えてよ
く、所望の酸化膜厚を得るためにあらかじめ条件を設定
することが可能である。
ットによる酸化が常圧酸化の４倍になっているが、これ
は両者の酸素圧力の比に等しい。したがってジェット酸
化は従来の高圧酸化と同じ機構によっていると考えてよ
く、所望の酸化膜厚を得るためにあらかじめ条件を設定
することが可能である。
【００１４】図４および図５は本発明の他の実施の一例
を示すもので、電気炉中で加熱する代わりにレーザー光
または強力な非干渉光１１によって、酸素ジェットの当
たる箇所のみを加熱する方式であり、図４はこの光を、
ノズル管３と別に設けた光ガイド１２によって導く例を
示し、図５はノズル管３の外壁自体を光ガイドとして用
いる例を示す。いずれの例においても、広い面積の酸化
膜を得たい場合には、ノズル管３と光ガイド１２を一体
として、これとウェーハとを、ウェーハ表面に沿った方
向で相対的に動かせばよい。
を示すもので、電気炉中で加熱する代わりにレーザー光
または強力な非干渉光１１によって、酸素ジェットの当
たる箇所のみを加熱する方式であり、図４はこの光を、
ノズル管３と別に設けた光ガイド１２によって導く例を
示し、図５はノズル管３の外壁自体を光ガイドとして用
いる例を示す。いずれの例においても、広い面積の酸化
膜を得たい場合には、ノズル管３と光ガイド１２を一体
として、これとウェーハとを、ウェーハ表面に沿った方
向で相対的に動かせばよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は高密度シ
リコン集積回路を製造するにあたり、酸素ジェットを利
用することによって、高圧酸化法の場合のように大規模
かつ高価な装置を要することなく、高圧酸化法によるも
のと同等あるいはそれ以上の品質のシリコン酸化膜を、
ウェーハ全面にわたり、もしくは所望の局部について形
成することを可能にするものであって、工業上重要な価
値を有するものである。
リコン集積回路を製造するにあたり、酸素ジェットを利
用することによって、高圧酸化法の場合のように大規模
かつ高価な装置を要することなく、高圧酸化法によるも
のと同等あるいはそれ以上の品質のシリコン酸化膜を、
ウェーハ全面にわたり、もしくは所望の局部について形
成することを可能にするものであって、工業上重要な価
値を有するものである。
【図１】図１は本発明の表面処理装置の実施の一例を示
す略線図である。
す略線図である。
【図２】図２は本発明の表面処理法の窒素雰囲気中にお
ける酸素ジェットの位置と酸化膜の厚さとの関係を示す
特性図である。
ける酸素ジェットの位置と酸化膜の厚さとの関係を示す
特性図である。
【図３】図３は本発明の表面処理法の酸化膜厚Ｘと酸化
時間ｔとの関係を示す特性図である。
時間ｔとの関係を示す特性図である。
【図４】図４は本発明の表面処理法の実施の他の一例を
示す略図である。
示す略図である。
【図５】図５は本発明の表面処理法の実施の更に他の一
例を示す略図である。
例を示す略図である。
１ 電気炉 ２ 石英ガラス製反応管 ３ 石英ガラス製ノズル管 ４ 配管系 ５ 配管系 ６ 石英ガラス製試料台 ７ シリコン・ウェーハ ８Ａ，８Ｂ 流量計 ９ 圧力計 １０Ａ，１０Ｂ 調節弁 １１ レーザ光または非干渉光 １２ 光ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｂ 8728−4Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】 反応性元素を成分として含む気体を、先
端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持した固体試
料の表面にこの噴流を当てることによって、該固体表面
に、該固体の少なくとも一成分と、上記気体の少なくと
も一成分との化合物から成る薄膜を形成することを特徴
とする固体試料の表面処理方法。 - 【請求項２】 反応性元素を成分として含む気体を、先
端を絞ったノズルから噴出させ、高温に保持した固体試
料の表面にこの噴流を当てることによって、該固体表面
層の表面層の組成の中で上記気体成分の反応性元素の含
有率を増加させることを特徴とする固体試料の表面処理
方法。 - 【請求項３】 固体試料を加熱するにレーザー光もしく
は非コヒーレント光を使用し、この光は別個に設けた光
ガイド中を伝搬するか、あるいは気体を導入するノズル
管の管壁を光ガイドとして伝搬して上記固体試料に入射
させることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか
に記載の固体試料の表面処理方法。 - 【請求項４】 固体試料は半導体又は超伝導体である請
求項１ないし３の何れかに記載の固体試料の表面処理方
法。 - 【請求項５】 反応性元素を成分として含む気体は酸素
ガスである請求項１ないし４の何れかに記載の固体試料
の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053653A JPH05254964A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 固体試料の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053653A JPH05254964A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 固体試料の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05254964A true JPH05254964A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12948833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3053653A Pending JPH05254964A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 固体試料の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05254964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009102713A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Tama Tlo Kk | 金属酸化膜の形成方法及び物理蒸着装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445023A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-17 | Univ Tokai | Heat treatment method for superconductive film |
| JPH01164781A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | ビームを用いた局部熱処理方法 |
| JPH01249611A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-04 | Fujikura Ltd | 酸化物系超電導体の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3053653A patent/JPH05254964A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445023A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-17 | Univ Tokai | Heat treatment method for superconductive film |
| JPH01164781A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | ビームを用いた局部熱処理方法 |
| JPH01249611A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-04 | Fujikura Ltd | 酸化物系超電導体の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009102713A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Tama Tlo Kk | 金属酸化膜の形成方法及び物理蒸着装置 |
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