JPS63200537A - Silicon oxide film forming equipment - Google Patents
Silicon oxide film forming equipmentInfo
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- JPS63200537A JPS63200537A JP3405987A JP3405987A JPS63200537A JP S63200537 A JPS63200537 A JP S63200537A JP 3405987 A JP3405987 A JP 3405987A JP 3405987 A JP3405987 A JP 3405987A JP S63200537 A JPS63200537 A JP S63200537A
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- quartz tube
- silicon oxide
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、シリコン表面に酸化シリコン膜を形成する際
に、歩留まり、品質、均一性の向上を企画した酸化シリ
コン膜形成技術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a silicon oxide film forming technique designed to improve yield, quality, and uniformity when forming a silicon oxide film on a silicon surface.
[従来技術]
酸化シリコン膜形成法には、熱酸化法、真空堆積法、C
VD法等があるが、一般には熱酸化法が利用されてる。[Prior art] Silicon oxide film forming methods include thermal oxidation method, vacuum deposition method, C
Although there are VD methods and the like, thermal oxidation methods are generally used.
この熱酸化法は、酸化雰囲気中でシリコン基板を所定の
高温度に加熱することにより、該基板表面に、酸化シリ
コンの膜を形成するものである。This thermal oxidation method forms a silicon oxide film on the surface of a silicon substrate by heating the silicon substrate to a predetermined high temperature in an oxidizing atmosphere.
従来の熱酸化法を実施するための装置は、第2図に示す
ように、加熱部3、灼熱管部2、石英管部lから構成さ
れており、種々のガスを石英管部lに導入できる構造を
有している0石英管部lには複数のガス導入管が接続さ
れており、少なくとも一体の導入管は、加熱炉温か水素
の発火点より高くなるように他のガスを導入する構成で
あり、水素ガスを箭率よく燃焼させる役割を有するもの
である。As shown in Fig. 2, the apparatus for carrying out the conventional thermal oxidation method is composed of a heating section 3, a scorching tube section 2, and a quartz tube section l, and various gases are introduced into the quartz tube section l. A plurality of gas introduction pipes are connected to the quartz tube part l, which has a structure that allows for the introduction of other gases such that at least one of the introduction pipes is heated to a temperature higher than the ignition point of hydrogen at the heating furnace temperature. It has the role of burning hydrogen gas with high efficiency.
従来、酸素ガスを流し、石英管部内を酸素雰囲気で満た
し、2〜5分後、水素ガスを流して燃焼させる。その際
発生する水蒸気の流れにより、石英管部内に設置yれた
シリコン基板の表面を酸化する。この場合、温度と時間
で酸化膜厚を制御するのか・般的方法である。Conventionally, oxygen gas is flowed to fill the inside of the quartz tube with an oxygen atmosphere, and after 2 to 5 minutes, hydrogen gas is flowed to cause combustion. The flow of water vapor generated at this time oxidizes the surface of the silicon substrate placed inside the quartz tube. In this case, controlling the oxide film thickness by temperature and time is a common method.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、以上に述へた従来法では、水素を流す前
に酸素雰囲気に保つため、その際、シリコン基板の表面
は水蒸気ではなく酸素により酸化が進行してしまい、薄
い酸化膜形成時には、目標値に対してのばらつきが大き
くなり、且つ厚い酸化膜形成時においても、酸化膜、シ
リコン界面に形成される準位の数が不安定であるという
問題点を有していた。[Problems to be solved by the invention] However, in the conventional method described above, the silicon substrate is kept in an oxygen atmosphere before flowing, so that the surface of the silicon substrate is oxidized not by water vapor but by oxygen. However, when forming a thin oxide film, there is a large variation with respect to the target value, and even when forming a thick oxide film, the number of levels formed at the interface between the oxide film and silicon is unstable. had.
なお、酸化のみによる酸化(ドライ酸化)は膜質として
は脆く、かっPacking density (充填
度)の低い膜が形成Xれ半導体プロセスの中では望まし
くないものである。Note that oxidation by oxidation alone (dry oxidation) is undesirable in a semiconductor process because the film quality is brittle and a film with low packing density (filling degree) is formed.
本発明は上記従来の問題点に鑑み成されたものであり、
その目的は、酸化膜・シリコン界面準位の数が少なく安
定しており、且つ膜厚の目標値に対して、ばらつきが少
なく安定して供給できる酸化シリコン膜形成方法を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
The purpose is to provide a method for forming a silicon oxide film in which the number of oxide film-silicon interface states is small and stable, and the film thickness can be stably supplied with little variation with respect to a target value.
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明による酸化シリコン
膜形成装置は、少なくともシリコン基板を収納する石英
チューブ内を加熱する手段と、該石英チューブに、所定
のガスを選択的に送入流動させる手段とを具備した酸化
シリコン膜形成装置において、上記石英チューブの外部
に混合器を配設し、少なくとも水素ガスと酸素ガスを上
記石英チューブの外部に配設した混合器内で均一に混合
し、該混合ガスを該石英チューブ内に送入流動させ水素
燃焼を生じさせることにより上記シリコン基板上に酸化
シリコン膜を形成することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the silicon oxide film forming apparatus according to the present invention includes a means for heating at least the inside of a quartz tube housing a silicon substrate, and a predetermined heating method in the quartz tube. In a silicon oxide film forming apparatus equipped with a means for selectively supplying and flowing gas, a mixer is disposed outside the quartz tube, and at least hydrogen gas and oxygen gas are disposed outside the quartz tube. The present invention is characterized in that a silicon oxide film is formed on the silicon substrate by uniformly mixing the gas in a mixer and flowing the mixed gas into the quartz tube to cause hydrogen combustion.
[作用]
上記のとおり、本発明によれば石英チューブ外に設けた
混合器内で水素ガスと酸素ガスを均一に混合した後に石
英チューブ内に送入流動させることができる。従って、
シリコン基板を酸素雰囲気中に放lすることなく、きわ
めて安定した水蒸気流に晒すことによりシリコン、酸化
膜界面の準位の少なく(第1表)、11つ薄い酸化膜の
膜厚が再現性よく形成することができた(第2表)。[Function] As described above, according to the present invention, hydrogen gas and oxygen gas can be uniformly mixed in a mixer provided outside the quartz tube, and then fed into the quartz tube and made to flow. Therefore,
By exposing the silicon substrate to an extremely stable flow of water vapor without exposing it to an oxygen atmosphere, the number of levels at the interface between the silicon and oxide films is reduced (Table 1), and the thickness of the oxide film is 11 times thinner with good reproducibility. (Table 2).
[実施例]
以下、本発明を、実施例により添付図面を参照にして、
説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described by way of examples with reference to the accompanying drawings.
explain.
本発明に係る酸化シリコン膜形成装置は、第1図に示す
ように、石英チューブlを加熱し、丘っ加熱温度を制御
する手段を付加したヒータ部3、該石英チューブlの加
熱を、径方向、軸方向に均熱部を拡大するための均熱管
部2、シリコン基板9を設置するための石英ボード8及
び外気のまき込みを防ぐための石英キャップ10によっ
て構成されている。As shown in FIG. 1, the silicon oxide film forming apparatus according to the present invention includes a heater section 3 equipped with a means for heating a quartz tube l and controlling the heating temperature, It is composed of a heat soaking tube section 2 for enlarging the heat soaking section in both the direction and the axial direction, a quartz board 8 for installing a silicon substrate 9, and a quartz cap 10 for preventing outside air from entering.
また、石英チューブlのノズル部17には、接合部14
により接合された混合器12、及びガス導入管15.1
6が設けられ、図示していないパルプの開閉により、ガ
ス導入孔4から所定のガスを選択的に流入することがで
きる構造を有している。Further, the nozzle portion 17 of the quartz tube l has a joint portion 14.
mixer 12 and gas inlet pipe 15.1 joined by
6 is provided, and has a structure in which a predetermined gas can be selectively introduced from the gas introduction hole 4 by opening and closing a pulp (not shown).
また、上記混合器12内には、導入管15゜16からの
ガスを均一に混合するための拡散板13が設けられてい
る。Further, a diffusion plate 13 is provided in the mixer 12 to uniformly mix the gases from the introduction pipes 15 and 16.
該石英チューブlは、その清浄度が酸化シリコン膜の膜
質を左右するため、該ガス導入孔4より、常時、純度の
高いガスを流しておく。Since the cleanliness of the quartz tube 1 influences the quality of the silicon oxide film, a highly pure gas is always allowed to flow through the gas introduction hole 4.
更に、酸化シリコン膜が形成されるシリコン基板9は、
石英ボード8の上に複数枚設置されており、ソフトラン
ディング機構等によって、石英チューブ1の均熱部11
へ移動されるようになっている。Furthermore, the silicon substrate 9 on which the silicon oxide film is formed is
A plurality of quartz boards 8 are installed on top of the quartz tube 1, and a soft landing mechanism etc.
It is now being moved to
次に、第1図の装置の作用を説明する。予め、石英チュ
ーブ1内部は、ガス導入管6から、送入流動された窒素
雰囲気で満たされているため、酸素雰囲気で発生する、
バッキングデンシティの低い脆い酸化シリコン膜は形成
されない。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be explained. Since the inside of the quartz tube 1 is filled in advance with a flowing nitrogen atmosphere from the gas introduction pipe 6,
A brittle silicon oxide film with low backing density is not formed.
シリコン基板9及び石英ボード8は、所定の位置に設置
された後、湿度が均一になるまでの30秒〜5分の間装
置される。After the silicon substrate 9 and the quartz board 8 are placed in a predetermined position, they are left in the apparatus for 30 seconds to 5 minutes until the humidity becomes uniform.
その後、窒素ガスの流入を停止した後、図示されていな
いパルプを開けることにより、ガス導入管15.16よ
り酸素及び水素ガスがそれぞれ混合憲12に導入され、
拡散板13により均一に混合される。更に、ガス導入孔
4を通じて水素と酸素のガスを、石英チューブl内を送
入させ、水素燃焼させる。After that, after stopping the inflow of nitrogen gas, by opening the pulp (not shown), oxygen and hydrogen gas are respectively introduced into the mixing tube 12 from the gas introduction pipes 15 and 16.
The mixture is uniformly mixed by the diffusion plate 13. Furthermore, hydrogen and oxygen gases are introduced into the quartz tube l through the gas introduction hole 4 to cause hydrogen combustion.
本発明によると、水素酸素ガスを同時に均一に混合した
ガスを、石英チューブ内に流し燃焼させることによって
発生した均一な水蒸気流により、酸化シリコン膜を形成
することができる。従って、第1表と第2表に見られる
ように、5i−S i 02界面準位及び膜厚の再現性
によい結果が得られる。According to the present invention, a silicon oxide film can be formed by a uniform water vapor flow generated by flowing and burning a gas in which hydrogen and oxygen gases are uniformly mixed simultaneously into a quartz tube. Therefore, as shown in Tables 1 and 2, good results are obtained in the reproducibility of the 5i-S i 02 interface state and film thickness.
なお、本発明に用いた条件を次に示す。The conditions used in the present invention are shown below.
シリコン基板9が石英チューブl内に放置、均熱化した
後、窒素の送入を停止し、混合器12へ向けて酸素2〜
8fL/分、水素1〜5見/分を同時に流す。After the silicon substrate 9 is left in the quartz tube l and heated, the supply of nitrogen is stopped and the oxygen 2 to 2 is directed to the mixer 12.
Simultaneously flow 8 fL/min and 1 to 5 liters/min of hydrogen.
その際、石英チューブlの内部温度は、5i−3i 0
2界面準位を下げるために、薄い酸化膜の場合は800
〜900℃が望ましく、厚い酸化膜の場合は900〜1
100℃が望ましい。水素と酸素を送入流動させること
による水素燃焼の時間により膜厚を制御する。また、界
面準位を安定に下げるため、水素燃焼停止後、窒素を2
〜8文/分流し、酸化シリコン膜形成を終了する。At that time, the internal temperature of the quartz tube l is 5i-3i 0
2 In order to lower the interface level, 800
~900℃ is desirable, and in the case of a thick oxide film, the temperature is 900~1
100°C is desirable. The film thickness is controlled by the hydrogen combustion time by supplying and flowing hydrogen and oxygen. In addition, in order to stably lower the interface state, after hydrogen combustion has stopped, nitrogen is added to
~8 sentences/minute are passed, and the silicon oxide film formation is completed.
[発明の効果]
以上の様に本発明に基づく方式は、従来の方式によって
形成される酸化シリコン膜にくらべ、膜質、膜厚の再現
性ともに良好であり半導体プロセスの中で充分使用可能
な酸化シリコン膜を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, the method based on the present invention has better film quality and reproducibility of film thickness than silicon oxide films formed by conventional methods, and is an oxide film that can be fully used in semiconductor processes. A silicon film can be provided.
第1図は本発明に係る実施例を示す図、第2図は従来技
術の説明図である。
l・・・石英チューブ、2・―・均熱管部、3・・・ヒ
ータ部、4,5・・・ガス導入孔、6゜7・・・ガス導
入管、8・・φ石英ボード、9・・・シリコン基板、1
0・・・石英キャップ、11・・・均熱部、12・−・
混合器、13・・・拡散板、14・・・接合部、15.
16・・・ガス導入管、17・・・ノズル部。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional technique. l...Quartz tube, 2...Soaking tube section, 3...Heater section, 4, 5...Gas introduction hole, 6゜7...Gas introduction tube, 8...φ quartz board, 9 ...Silicon substrate, 1
0...Quartz cap, 11...Soaking section, 12...
mixer, 13...diffusion plate, 14...junction, 15.
16... Gas introduction pipe, 17... Nozzle part.
Claims (1)
と、該石英チューブに、所定のガスを選択的に送入流動
させる手段とを具備した酸化シリコン膜形成装置におい
て、上記石英チューブの外部に混合器を配置し、少なく
とも水素ガスと酸素ガスを上記石英チューブの外部に配
設した混合器内で均一に混合し、該混合ガスを該石英チ
ューブ内に送入流動させ水素燃焼を生じさせることによ
り上記シリコン基板上に酸化シリコン膜を形成すること
を特徴とする酸化シリコン膜形成装置。In a silicon oxide film forming apparatus comprising means for heating the inside of a quartz tube housing a silicon substrate and means for selectively supplying and flowing a predetermined gas into the quartz tube, a mixer is provided outside the quartz tube. At least hydrogen gas and oxygen gas are uniformly mixed in a mixer disposed outside the quartz tube, and the mixed gas is fed and flowed into the quartz tube to cause hydrogen combustion. A silicon oxide film forming apparatus characterized by forming a silicon oxide film on a silicon substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3405987A JPS63200537A (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Silicon oxide film forming equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3405987A JPS63200537A (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Silicon oxide film forming equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200537A true JPS63200537A (en) | 1988-08-18 |
Family
ID=12403703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3405987A Pending JPS63200537A (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Silicon oxide film forming equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200537A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0289828U (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-17 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP3405987A patent/JPS63200537A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0289828U (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-17 |
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