JPS60165729A - 半導体高圧酸化装置 - Google Patents
半導体高圧酸化装置Info
- Publication number
- JPS60165729A JPS60165729A JP59020990A JP2099084A JPS60165729A JP S60165729 A JPS60165729 A JP S60165729A JP 59020990 A JP59020990 A JP 59020990A JP 2099084 A JP2099084 A JP 2099084A JP S60165729 A JPS60165729 A JP S60165729A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- pressure
- substrate
- wafer
- 100atms
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体高圧酸化装置に関する。
第１図は、従来の牛導体高圧酪・化装置の楯略構成を示
す説明図である。図中１は、円筒状の圧力容器である。
す説明図である。図中１は、円筒状の圧力容器である。
圧力容器１の一端部には、保守用ハツチ２が設けられ、
他端部にケよ、ウェハ出入用ハツチ３が設けられている
。圧力容器２の周壁部には、冷却水用バイブ４が加設さ
れている。圧力容器２の内部には、石英からなるル゛応
管５が設置されている。反応管５の一端部は閉塞してお
り、他端部け、ウエノ・出入用ノ・ツチ３に対向して開
口（７ている。この反応管５の開口部は、ウェハ出入用
ハツチ３に取伺けられたエンドキャップ６によって、ウ
ェハ出入用ハツチ３を閉じた際に塞がれるように寿って
いる。
他端部にケよ、ウェハ出入用ハツチ３が設けられている
。圧力容器２の周壁部には、冷却水用バイブ４が加設さ
れている。圧力容器２の内部には、石英からなるル゛応
管５が設置されている。反応管５の一端部は閉塞してお
り、他端部け、ウエノ・出入用ノ・ツチ３に対向して開
口（７ている。この反応管５の開口部は、ウェハ出入用
ハツチ３に取伺けられたエンドキャップ６によって、ウ
ェハ出入用ハツチ３を閉じた際に塞がれるように寿って
いる。
反応管５の内容には、仲数枚のウエノ・６を搭載したボ
ート７が収容されるようになっている。
ート７が収容されるようになっている。
また、反応管５内には、圧力容器１及び反応管５を貫挿
して導入されたＨ 、 ／Ｎ 、配管８ｔし心。
して導入されたＨ 、 ／Ｎ 、配管８ｔし心。
配管９によって反応ガスが供給されるようになっている
。同様に、反応ｔ５内には、圧力容器１を貫挿して過剰
水琳気排出管ｌＯが導入されている。また、反応管５の
外周面近傍には、主ヒータ１ノ及び補助ヒータ１２が設
置されている。更に、圧力容器１には、内部の圧力を調
節するための昇圧用配管Ｊ３及び降圧用配管１４が取付
けられている。
。同様に、反応ｔ５内には、圧力容器１を貫挿して過剰
水琳気排出管ｌＯが導入されている。また、反応管５の
外周面近傍には、主ヒータ１ノ及び補助ヒータ１２が設
置されている。更に、圧力容器１には、内部の圧力を調
節するための昇圧用配管Ｊ３及び降圧用配管１４が取付
けられている。
面して、反応管５内を９〜２５気品酸化０圧力、７００
〜１０５０°Ｏの酸化温度に設定し、そこに直径が３〜
５インチのウェア）６を搭載したボード７を収容して、
加熱反応により１回の処理で９０〜１６０枚のウェア・
６に水蒸気酸化、或はドライ酸素酸化を施して薄膜の形
成を行う。
〜１０５０°Ｏの酸化温度に設定し、そこに直径が３〜
５インチのウェア）６を搭載したボード７を収容して、
加熱反応により１回の処理で９０〜１６０枚のウェア・
６に水蒸気酸化、或はドライ酸素酸化を施して薄膜の形
成を行う。
上述のように構成された半導体高圧酸化装置には、次の
ような問題がある。
ような問題がある。
■ チューブ型式によるパッチ処理のため、水素燃焼開
始から酸化温度が安定するまで２５〜４０分の時間を必
要とする（酸化圧力９ ｋｇ／ｃｒ／１の場合）。この
ため形成する酸化膜の膜厚は、ウェハ６内では第３図に
特性線Ｉで示すように、また、ウェハ６間では第３図に
特性線■で示すように大きくばらつく（例えは、膜厚が
１．０μｍで當圧酸化の場合、膜厚の３〜４倍の値でば
らつきが起きる。）。この膜Ｊｖのばらつきは、ウェハ
６の径が大きくなるに従って」着火する。
始から酸化温度が安定するまで２５〜４０分の時間を必
要とする（酸化圧力９ ｋｇ／ｃｒ／１の場合）。この
ため形成する酸化膜の膜厚は、ウェハ６内では第３図に
特性線Ｉで示すように、また、ウェハ６間では第３図に
特性線■で示すように大きくばらつく（例えは、膜厚が
１．０μｍで當圧酸化の場合、膜厚の３〜４倍の値でば
らつきが起きる。）。この膜Ｊｖのばらつきは、ウェハ
６の径が大きくなるに従って」着火する。
■ 石英からなる反応管５金一定体積の圧力容器１内に
収容した構造のため、昇降圧等の操作に多くの時間を必
要とする。例えば９ ｋｇｆｉｄｔ程度の酸化を行う場
合、酸化時間以外に約１００分の操作時間が必要となる
。このため、ウェハ６に高速テパイス等の浅い接合が施
されている場合には、不純物の角分布が起きる問題があ
る。
収容した構造のため、昇降圧等の操作に多くの時間を必
要とする。例えば９ ｋｇｆｉｄｔ程度の酸化を行う場
合、酸化時間以外に約１００分の操作時間が必要となる
。このため、ウェハ６に高速テパイス等の浅い接合が施
されている場合には、不純物の角分布が起きる問題があ
る。
■ 反応管５を大型の圧力容器１に収容しているため、
昇温時にＯ＊＊ＮＲ等の多部のガスを必要とする。との
ため装置を駆動するための所謂ラニングコストが高くな
る。
昇温時にＯ＊＊ＮＲ等の多部のガスを必要とする。との
ため装置を駆動するための所謂ラニングコストが高くな
る。
■ 大型の圧力容器１を使用しているため、大きな占有
空間を必要とする。
空間を必要とする。
■ 酸化の前処理を施したウェア・６を−Ｗ、ボードに
載置する必要があり、その際にウェハ６の汚染を招く。
載置する必要があり、その際にウェハ６の汚染を招く。
本発明は、加熱時間を短縮して、しかも均一な膜厚を有
する熱酸化膜を容易に形成することができる半導体高圧
酸化装置を提供することをその目的とするものである。
する熱酸化膜を容易に形成することができる半導体高圧
酸化装置を提供することをその目的とするものである。
本発明け、内部容積を可変できる昇圧室、酸化室、降圧
室を順次独立して配置し、各室を通過させることにより
ウェハの表面に酸化膜を形成するようにしたので、加熱
時間を短縮して、Ｅ７かも均一な膜厚を有する熱酸化膜
を容易に形成することができる半導体高圧酸化装置であ
る。
室を順次独立して配置し、各室を通過させることにより
ウェハの表面に酸化膜を形成するようにしたので、加熱
時間を短縮して、Ｅ７かも均一な膜厚を有する熱酸化膜
を容易に形成することができる半導体高圧酸化装置であ
る。
以下、本発明の実姉例について図面を参照して説明する
。泥２図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図
である０図中２０は、被処理体であるウェハ２１を搬送
するキャリア２２が収容されたローダ室である。ローダ
室２θの前方には、処理後のウェア’２１を搬送するキ
ャリア２２を収容するアンローダ室２３が設けられてい
る。ローダ室２０とアンロー・ダ室２３間には、ローダ
案２０側から所定間隔ケ設けてｕ１１昇圧室２４．第２
列圧室２５．酸化室２６を第１降圧室２７．第２降圧室
２８が順次設置されている。各室２５・・・２８は、ピ
ストン２９とシリンダ３０によって内部容積が可変でき
るようになっている。また、各室２５・・・２８の底部
には、ｏｘ ／Ｎｔ配管３１及び排気管３２が接続され
ている。酸化節２６の排気管３２は分岐して昇圧ユニッ
ト３３を介して水蒸気ユニット３４に接続されている。
。泥２図は、本発明の一実施例の概略構成を示す説明図
である０図中２０は、被処理体であるウェハ２１を搬送
するキャリア２２が収容されたローダ室である。ローダ
室２θの前方には、処理後のウェア’２１を搬送するキ
ャリア２２を収容するアンローダ室２３が設けられてい
る。ローダ室２０とアンロー・ダ室２３間には、ローダ
案２０側から所定間隔ケ設けてｕ１１昇圧室２４．第２
列圧室２５．酸化室２６を第１降圧室２７．第２降圧室
２８が順次設置されている。各室２５・・・２８は、ピ
ストン２９とシリンダ３０によって内部容積が可変でき
るようになっている。また、各室２５・・・２８の底部
には、ｏｘ ／Ｎｔ配管３１及び排気管３２が接続され
ている。酸化節２６の排気管３２は分岐して昇圧ユニッ
ト３３を介して水蒸気ユニット３４に接続されている。
！、た、各室２５・・・２８の下部にはヒータ３５が設
けられている。更に、各室２５・・・２８を構成するシ
リンダ３０の壁内には、温度調節用冷却パイプ３６が埋
設されている。各室２５・・・２８の底部には、ウェア
１２１の出入口が形成されており、耐高圧四ツク３７に
よって開閉するよう釦なっている。なお、同図中３８は
、ローダ室２０及びアンローダ室２３の入口部に設けら
れたシャッターであり、３９は、各室２５・・・２８の
ピストン２９を昇降動させる圧縮ユニットである。
けられている。更に、各室２５・・・２８を構成するシ
リンダ３０の壁内には、温度調節用冷却パイプ３６が埋
設されている。各室２５・・・２８の底部には、ウェア
１２１の出入口が形成されており、耐高圧四ツク３７に
よって開閉するよう釦なっている。なお、同図中３８は
、ローダ室２０及びアンローダ室２３の入口部に設けら
れたシャッターであり、３９は、各室２５・・・２８の
ピストン２９を昇降動させる圧縮ユニットである。
とのように構成された半導体高圧酸化装置４０によれは
、先ず、被処理体であるウェハ２ノをローダ室２０から
第１昇圧室２４に導く。
、先ず、被処理体であるウェハ２ノをローダ室２０から
第１昇圧室２４に導く。
第１昇圧室２４内は、０．／Ｎ２配管３１から供給され
損気管３２から排出によりＮ２雰囲気に設定されると共
に、圧縮ユニット３９により常圧から１０気圧に昇圧さ
れる。更に、第１昇圧室２４内の温度は、ヒータ３５と
温度調節用冷却パイプ３６の作用により５００°Ｃに設
定されている。第１昇圧室２４で所定温度圧力に加熱加
圧されたウェハ２１は、次の第２昇圧室２５内に導かれ
る。第２昇圧￥２５内は、酸素とチッ素の混合ガス雰囲
気中で１０気圧；５００°Ｃから１００気圧、９００’
Ｏまで耐圧；昇温を行なう。ウェハ２１は、この第２昇
圧室２５内で約２分間、昇圧・昇温処理を受ける。
損気管３２から排出によりＮ２雰囲気に設定されると共
に、圧縮ユニット３９により常圧から１０気圧に昇圧さ
れる。更に、第１昇圧室２４内の温度は、ヒータ３５と
温度調節用冷却パイプ３６の作用により５００°Ｃに設
定されている。第１昇圧室２４で所定温度圧力に加熱加
圧されたウェハ２１は、次の第２昇圧室２５内に導かれ
る。第２昇圧￥２５内は、酸素とチッ素の混合ガス雰囲
気中で１０気圧；５００°Ｃから１００気圧、９００’
Ｏまで耐圧；昇温を行なう。ウェハ２１は、この第２昇
圧室２５内で約２分間、昇圧・昇温処理を受ける。
次に、ウェハ２１は、１００気圧、９００°Ｃの水蒸気
雰囲気に設定された酸化室２６に導かれた後、室内の圧
力を１１０気圧まで高めて約１分間酸化処理を施される
。この処理によってウェハ２１の表面に厚さ約１．０μ
ｍの酸化膜が形成される。酸化膜の形成後、酸化室２６
内の圧力は再び１００気圧まで降圧される。
雰囲気に設定された酸化室２６に導かれた後、室内の圧
力を１１０気圧まで高めて約１分間酸化処理を施される
。この処理によってウェハ２１の表面に厚さ約１．０μ
ｍの酸化膜が形成される。酸化膜の形成後、酸化室２６
内の圧力は再び１００気圧まで降圧される。
次に、酸化膜の形成されたウェハ２ノは、１００気圧、
９００℃の酸素、チッ素の混合ガス雰囲気に設定された
第１降圧室２７−！移され、１０気圧、５００°Ｃの雰
囲気状態にまで降圧・降温をする。次いで、ウェハ２１
は１０気圧・５００ ’０のチッ素雰囲気に設定された
第２降圧室２８に移されて、１気圧、室温まで降圧・降
温をする。然る後、ウェハ２１は第２降圧室２８からア
ンローダ室２３に移され酸化膜の形成を完了する。ここ
で、第１．第２降圧室２７．２８で行う降圧、降温に要
する時間は夫々約２分である°。また、各室２５・・・
２８内には、１枚のウェハ２１が収容されるようになっ
ている。。ただし、本実施例は枚様式であるが、少数枚
数のパッチ式でもよい。
９００℃の酸素、チッ素の混合ガス雰囲気に設定された
第１降圧室２７−！移され、１０気圧、５００°Ｃの雰
囲気状態にまで降圧・降温をする。次いで、ウェハ２１
は１０気圧・５００ ’０のチッ素雰囲気に設定された
第２降圧室２８に移されて、１気圧、室温まで降圧・降
温をする。然る後、ウェハ２１は第２降圧室２８からア
ンローダ室２３に移され酸化膜の形成を完了する。ここ
で、第１．第２降圧室２７．２８で行う降圧、降温に要
する時間は夫々約２分である°。また、各室２５・・・
２８内には、１枚のウェハ２１が収容されるようになっ
ている。。ただし、本実施例は枚様式であるが、少数枚
数のパッチ式でもよい。
このようにして酸化膜の形成を行う半導体高圧酸化装置
−４０−は、次のような効果を有する。
−４０−は、次のような効果を有する。
（１） ／９ｒ浦枚様式によってウェハ２１の個々につ
いて醇化処理を施し、しかも酸化室２６は他の尾２４．
２５，２７．２８から独立した構造であり、短時間で安
定した酸化状態を得ることができる。このため第３図に
特性線■にて示す如く、１枚のウェハ２ノ内に均一な膜
厚の酸化膜を形成できると共に、同図に特性線■にて併
記する如く、ウェハ２１間でも極めて均一な膜厚の酸化
膜を形成することができる。また、枚様式の構造を採用
しているので、ウェハ２ノの径が大きくなっても、均一
な膜厚の酸化膜を形成できるものである。
いて醇化処理を施し、しかも酸化室２６は他の尾２４．
２５，２７．２８から独立した構造であり、短時間で安
定した酸化状態を得ることができる。このため第３図に
特性線■にて示す如く、１枚のウェハ２ノ内に均一な膜
厚の酸化膜を形成できると共に、同図に特性線■にて併
記する如く、ウェハ２１間でも極めて均一な膜厚の酸化
膜を形成することができる。また、枚様式の構造を採用
しているので、ウェハ２ノの径が大きくなっても、均一
な膜厚の酸化膜を形成できるものである。
（２） ｒｓ化膜を形成する際の昇降圧は、各室２４・
・・２８の内部容積を変化して行われる。このため常圧
から１００気圧までの圧力変化を行う場合でも、ウェハ
２ノの搬送を含めて５分以内の短時間で行うことができ
る。９００″Ｃで１．０μｍの膜厚の酸化膜を形成する
場合を例に挙げると、従来の装置では加熱時間を約２０
０分必弗とすす るが、実施例の装置ではその汀の約１０分で完了する。
・・２８の内部容積を変化して行われる。このため常圧
から１００気圧までの圧力変化を行う場合でも、ウェハ
２ノの搬送を含めて５分以内の短時間で行うことができ
る。９００″Ｃで１．０μｍの膜厚の酸化膜を形成する
場合を例に挙げると、従来の装置では加熱時間を約２０
０分必弗とすす るが、実施例の装置ではその汀の約１０分で完了する。
その結果、ウェハ２ノに高速デバイスのための浅い接合
が形成されている場合にも、不純物の再拡散が発生する
のを防止できる。
が形成されている場合にも、不純物の再拡散が発生する
のを防止できる。
■ 各室２４・・・２８の内部容積を変化させて昇降圧
を行うので、圧力調節のために必要なガス１ の量を従来の装置（第１図に示す）の８”−１０に減少
することができる。その結果、装置ｄの躯動のために袈
する費用を低減できる〇 ■ 高圧の圧力容器を使用しないので、装置の１ 大きさを従来のものの丁〜丁に小型化することができる
。その結果、装置の占南空間を小さくできる。
を行うので、圧力調節のために必要なガス１ の量を従来の装置（第１図に示す）の８”−１０に減少
することができる。その結果、装置ｄの躯動のために袈
する費用を低減できる〇 ■ 高圧の圧力容器を使用しないので、装置の１ 大きさを従来のものの丁〜丁に小型化することができる
。その結果、装置の占南空間を小さくできる。
■ ウェハ２ノの搬送は、酸化処理の削りでキャリア２
２を使用して所請カセットからカセットへと行うことが
できる。その結果、ウェハ２１の汚染、割れの発生を防
止できる。
２を使用して所請カセットからカセットへと行うことが
できる。その結果、ウェハ２１の汚染、割れの発生を防
止できる。
■ 装置の自動化やコンピューターによる管理を容易に
行うことができる。
行うことができる。
以上説明した如く、本発明に係る半導体高圧酸化装置に
よれば、加熱時間を短縮して、しかも均一な膜厚を有す
る熱酸化膜を容易に形成できるものである。
よれば、加熱時間を短縮して、しかも均一な膜厚を有す
る熱酸化膜を容易に形成できるものである。
第１図は、従来の半導体高圧酸化装置の概略構成を示す
説明図、第２図は、本発明の一実施例の概略構成を示す
説明図、第３図は、酸化膜の膜厚のばらつきとウェハの
径との関係を示す特性図である。 ２０・・・ローダ塞、２ノ・・・ウェハ、２２・・・キ
ャリア、２３・・・アンローダζ、２４・・・第１外圧
￥、２５・・・第２昇圧掌、２６・・・酸化室、２７・
・・第１降圧軍、２８・・・第２降圧室、２９・・・ピ
ストン、３０・・・シリンダ、３１・・・０２／Ｎｔ配
管、３２・・・抽気τｔ１３３・・・昇圧ユニット、３
４・・・水蒸気ユニット、３５・・・ヒータ、３６・・
・温度調節用冷却パイプ、３７・・・耐高圧ロック、３
８・・・シャッター３９・・・圧縮ユニット、４０・・
・半導体高圧酸化装置Ｏ
説明図、第２図は、本発明の一実施例の概略構成を示す
説明図、第３図は、酸化膜の膜厚のばらつきとウェハの
径との関係を示す特性図である。 ２０・・・ローダ塞、２ノ・・・ウェハ、２２・・・キ
ャリア、２３・・・アンローダζ、２４・・・第１外圧
￥、２５・・・第２昇圧掌、２６・・・酸化室、２７・
・・第１降圧軍、２８・・・第２降圧室、２９・・・ピ
ストン、３０・・・シリンダ、３１・・・０２／Ｎｔ配
管、３２・・・抽気τｔ１３３・・・昇圧ユニット、３
４・・・水蒸気ユニット、３５・・・ヒータ、３６・・
・温度調節用冷却パイプ、３７・・・耐高圧ロック、３
８・・・シャッター３９・・・圧縮ユニット、４０・・
・半導体高圧酸化装置Ｏ
Claims (1)
- 所定間隔を置いて対設されたローダ室とアンローダ室と
、該ローダ室及び該アンローダ室に出入自在に収容され
たウェハのキャリアと、骸ローダ室及び該アンローダ室
間に該ローダ室側から所定間隔で独立して順次設置され
、その内部容積が可変であり、内部零囲気ガスを導入す
る配管と排気する排気管とを有し、かつ、湯度調節用の
冷却パイプ及びヒータ、前記ウェハの出入口を備えた昇
圧室、酸化室、降圧室と、該酸化室の前記配管に昇圧ユ
ニットを介して接続された水蒸気ユニットとを具備する
ことを特徴とする半導体高圧酸化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020990A JPS60165729A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 半導体高圧酸化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020990A JPS60165729A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 半導体高圧酸化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165729A true JPS60165729A (ja) | 1985-08-28 |
| JPH0568851B2 JPH0568851B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=12042567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020990A Granted JPS60165729A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 半導体高圧酸化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165729A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01280320A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Tel Sagami Ltd | 半導体加圧酸化方法 |
| JPH01295425A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-11-29 | Tel Sagami Ltd | 酸化装置 |
| JPH02130925A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Tel Sagami Ltd | 縦型加圧酸化装置 |
| WO2005006426A1 (ja) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Limited | 高圧熱処理装置 |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP59020990A patent/JPS60165729A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01295425A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-11-29 | Tel Sagami Ltd | 酸化装置 |
| JPH01280320A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Tel Sagami Ltd | 半導体加圧酸化方法 |
| JPH02130925A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Tel Sagami Ltd | 縦型加圧酸化装置 |
| WO2005006426A1 (ja) * | 2003-07-09 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Limited | 高圧熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568851B2 (ja) | 1993-09-29 |
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