JPH1041296A - Oxidizing semiconductor substrate and oxidizing apparatus - Google Patents
Oxidizing semiconductor substrate and oxidizing apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置の
製造に際して半導体基板にパイロジェニック酸化を行う
ための酸化方法及び酸化装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxidizing method and an oxidizing apparatus for performing a pyrogenic oxidation on a semiconductor substrate in manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の高集積化及び高性能化に伴
って、半導体素子を構成する各要素は微細化が要求され
ている。特にＭＯＳ型トランジスタのゲート酸化膜で
は、薄膜化と高信頼性との両方が要求されている。薄い
ゲート酸化膜を形成するための半導体基板の酸化方法と
しては、ウエット酸化とドライ酸化とが従来から広く知
られており、特に前者は後者に比べて信頼性の高い酸化
膜を形成できることが知られている。2. Description of the Related Art As semiconductor devices become more highly integrated and higher in performance, there is a demand for miniaturization of each element constituting a semiconductor element. In particular, a gate oxide film of a MOS transistor is required to be both thin and highly reliable. As a method of oxidizing a semiconductor substrate to form a thin gate oxide film, wet oxidation and dry oxidation have been widely known, and it is known that the former can form an oxide film with higher reliability than the latter. Have been.
【０００３】その理由は、酸化膜の構造的な歪みに関係
していると考えられている。即ち、シリコン酸化膜はシ
リコン基板から圧縮応力を受けてシリコン基板との界面
近傍で構造的に歪んでいるが、ウエット酸化膜はドライ
酸化膜に比べてその歪みが少ないとされている（例え
ば、H.Satake et al.,Extended Abstracts of the 1995
International Conference on Solid State Devices an
d Materials,1995,pp.264-266、及びJ.Yugami et al.,i
n Tech.Dig.IEDM,1995,pp.855-858）。[0003] The reason is considered to be related to the structural distortion of the oxide film. That is, the silicon oxide film receives a compressive stress from the silicon substrate and is structurally distorted in the vicinity of the interface with the silicon substrate, but the wet oxide film is said to have less distortion than the dry oxide film (for example, H. Satake et al., Extended Abstracts of the 1995
International Conference on Solid State Devices an
d Materials, 1995, pp. 264-266, and J. Yugami et al., i.
n Tech.Dig.IEDM, 1995, pp.855-858).
【０００４】従って、信頼性の高い薄いゲート酸化膜を
形成する方法としては、ウエット酸化が適している。ウ
エット酸化は、以前は、純水を加熱して発生させた水蒸
気を処理炉に直接に導入するか、または、酸素によるバ
ブリングを併用して行われていたが、現在では、水素ガ
スの燃焼によって発生させた水蒸気を用いるパイロジェ
ニック酸化が一般的である。パイロジェニック酸化の利
点としては、制御性及び操作性がよいことや、酸化膜の
膜厚の均一性が高いこと等が挙げられる（例えば、「シ
リコン熱酸化膜とその界面」リアライズ社刊、p97 ）。Therefore, wet oxidation is suitable as a method for forming a highly reliable thin gate oxide film. In the past, wet oxidation was performed by introducing steam generated by heating pure water directly into the processing furnace, or by using oxygen bubbling together. Pyrogenic oxidation using generated steam is common. The advantages of pyrogenic oxidation include good controllability and operability, and high uniformity of the thickness of the oxide film (for example, “Silicon Thermal Oxide Film and Its Interface”, Realize, p. 97). ).
【０００５】図６は、パイロジェニック酸化を行う酸化
装置の一従来例を示している。この酸化装置１１は、内
部で半導体基板を熱処理する熱処理炉１２と、水素ガス
の燃焼室１３と、これらの熱処理炉１２と燃焼室１３と
を接続している配管１４とで構成されている。FIG. 6 shows a conventional example of an oxidation apparatus for performing pyrogenic oxidation. The oxidizer 11 includes a heat treatment furnace 12 for heat treating a semiconductor substrate therein, a combustion chamber 13 for hydrogen gas, and a pipe 14 connecting the heat treatment furnace 12 and the combustion chamber 13.
【０００６】熱処理炉１２内には半導体基板１５を収納
する処理室１６が設けられており、熱処理炉１２及び燃
焼室１３の周囲には夫々ヒータ１７、１８が配置されて
いる。また、燃焼室１３には供給管２１、２２が接続さ
れており、これらの供給管２１、２２から夫々水素ガス
２３及び酸素ガス２４が燃焼室１３内に供給される。[0006] A processing chamber 16 for housing a semiconductor substrate 15 is provided in the heat treatment furnace 12, and heaters 17 and 18 are arranged around the heat treatment furnace 12 and the combustion chamber 13, respectively. In addition, supply pipes 21 and 22 are connected to the combustion chamber 13, and hydrogen gas 23 and oxygen gas 24 are supplied into the combustion chamber 13 from these supply pipes 21 and 22, respectively.
【０００７】この様な酸化装置１１でパイロジェニック
酸化を行うためには、図５に示す様に、爆鳴気反応を防
止するために、まず、供給管２２から燃焼室１３内に酸
素ガス２４を供給する（例えば、「シリコン熱酸化膜と
その界面」リアライズ社刊、p97 ）。そして、ヒータ１
８で高温に保たれている燃焼室１３を酸素ガス２４で十
分に満たしてから、供給管２１から燃焼室１３内に水素
ガス２３を供給して、燃焼を開始させる。[0007] In order to perform pyrogenic oxidation in such an oxidizing apparatus 11, as shown in FIG. 5, first, an oxygen gas 24 is introduced into a combustion chamber 13 from a supply pipe 22 in order to prevent a detonation reaction. (For example, “Silicon Thermal Oxide Film and Its Interface”, Realize, p97). And heater 1
After the combustion chamber 13 kept at a high temperature at 8 is sufficiently filled with oxygen gas 24, hydrogen gas 23 is supplied from the supply pipe 21 into the combustion chamber 13 to start combustion.
【０００８】また、燃焼を終了させる際にも、配管１４
の内部等に残留している水素ガス２３を完全に燃焼させ
て爆鳴気反応を防止するために、燃焼を終了させてから
数分間は供給管２２から燃焼室１３内に酸素ガス２４を
供給し続ける。Further, when the combustion is terminated,
The oxygen gas 24 is supplied from the supply pipe 22 into the combustion chamber 13 for a few minutes after the combustion is completed in order to completely combust the hydrogen gas 23 remaining in the inside and prevent the detonation reaction. Keep doing.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６からも
明らかな様に、処理室１６内と燃焼室１３とが通じてい
るので、燃焼の開示前の数分間及び終了後の数分間に酸
素ガス２４のみを燃焼室１３内に供給すると、この酸素
ガス２４が処理室１６内にも侵入する。この結果、半導
体基板１５が高温の酸素ガス２４に曝されて、半導体基
板１５の表面に予期しないドライ酸化膜が形成されてし
まう。However, as is apparent from FIG. 6, since the inside of the processing chamber 16 and the combustion chamber 13 are in communication with each other, oxygen is supplied for several minutes before the start of combustion and several minutes after the end of combustion. When only the gas 24 is supplied into the combustion chamber 13, the oxygen gas 24 also enters the processing chamber 16. As a result, the semiconductor substrate 15 is exposed to the high-temperature oxygen gas 24, and an unexpected dry oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 15.
【００１０】つまり、図５、６に示した一従来例の酸化
方法及び酸化装置によるパイロジェニック酸化では、ウ
エット酸化膜の形成の前後に予期しないドライ酸化膜が
形成されていた。しかも、ゲート酸化膜の薄膜化に伴っ
てパイロジェニック酸化の時間も短縮されているので、
ウエット酸化膜の膜厚に対する予期しないドライ酸化膜
の膜厚の割合が増加する傾向にある。That is, in the pyrogenic oxidation by the conventional oxidation method and oxidation apparatus shown in FIGS. 5 and 6, an unexpected dry oxide film was formed before and after the formation of the wet oxide film. In addition, the time of pyrogenic oxidation is shortened as the gate oxide film becomes thinner,
The ratio of the unexpected dry oxide film thickness to the wet oxide film thickness tends to increase.
【００１１】例えば、ゲート長が０．１８μｍのＭＯＳ
型トランジスタに用いられると予想されているゲート酸
化膜の膜厚は４．５〜５．０ｎｍである（例えば、The
National Technology Roadmap for Semiconductors,SIA
(Semiconductor Industry Association),p123 ）が、そ
の約半分の２ｎｍ程度が予期しないドライ酸化膜にな
る。そして、予期しないドライ酸化膜の膜厚の割合が増
加すると、酸化膜の構造的な歪みが増加し、酸化膜の信
頼性が低下して、半導体装置の歩留りが低下する。For example, a MOS having a gate length of 0.18 μm
The thickness of the gate oxide film expected to be used for the type transistor is 4.5 to 5.0 nm (for example,
National Technology Roadmap for Semiconductors, SIA
(Semiconductor Industry Association), p123), about half of which, about 2 nm, is an unexpected dry oxide film. When the unexpected ratio of the thickness of the dry oxide film increases, the structural distortion of the oxide film increases, the reliability of the oxide film decreases, and the yield of the semiconductor device decreases.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本願の発明による半導体
基板の第１の酸化方法は、燃焼反応の開始前から開始後
までの期間と停止前から停止後までの期間とに、水蒸気
を含む酸素ガスで、燃焼反応を行う系を満たすことを特
徴としている。According to a first method for oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention, oxygen containing water vapor is supplied during a period from before the start of the combustion reaction to after the start and a period from before the stop to after the stop. It is characterized by filling a system for performing a combustion reaction with gas.
【００１３】本願の発明による半導体基板の第２の酸化
方法は、酸素ガスに水蒸気を含ませておくことを特徴と
している。A second method for oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that water vapor is contained in oxygen gas.
【００１４】本願の発明による半導体基板の第１の酸化
装置は、水蒸気を含む酸素ガスの供給管が燃焼室に接続
されていることを特徴としている。A first oxidizing apparatus for a semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that a supply pipe for an oxygen gas containing water vapor is connected to a combustion chamber.
【００１５】本願の発明による半導体基板の第２の酸化
装置は、酸素ガスの供給管に水蒸気発生手段が接続され
ていることを特徴としている。The second apparatus for oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that a steam generating means is connected to an oxygen gas supply pipe.
【００１６】本願の発明による半導体基板の第１の酸化
方法では、燃焼反応の開始前から開始後までの期間と停
止前から停止後までの期間とに、水蒸気を含む酸素ガス
で、燃焼反応を行う系を満たしているので、燃焼反応を
行う系と酸化を行う系とが連通していても、爆鳴気反応
を防止しつつ、半導体基板の表面にドライ酸化膜が形成
されることを防止して、構造的な歪みの少ないウエット
酸化膜のみを形成することができる。In the first method of oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention, the combustion reaction is performed with oxygen gas containing water vapor during a period from before the start of the combustion reaction to after the start and a period from before the stop to after the stop. Since the system that performs the combustion reaction is satisfied, even if the system that performs the combustion reaction and the system that performs the oxidation are in communication, it prevents the detonation reaction and prevents the formation of a dry oxide film on the surface of the semiconductor substrate Thus, it is possible to form only a wet oxide film with little structural distortion.
【００１７】本願の発明による半導体基板の第２の酸化
方法では、燃焼反応によって水蒸気を発生させるための
酸素ガスに水蒸気を含ませているので、爆鳴気反応を防
止するために、燃焼反応を行う系を酸素ガスで満たして
おき、且つ、燃焼反応を行う系と酸化を行う系とが連通
していても、半導体基板の表面にドライ酸化膜が形成さ
れることを防止して、構造的な歪みの少ないウエット酸
化膜のみを形成することができる。In the second method for oxidizing a semiconductor substrate according to the invention of the present application, since the oxygen gas for generating water vapor by the combustion reaction contains water vapor, the combustion reaction is carried out in order to prevent the detonation reaction. Even if the system for performing the reaction is filled with oxygen gas and the system for performing the combustion reaction and the system for performing the oxidation are in communication with each other, the formation of a dry oxide film on the surface of the semiconductor substrate is prevented, and Only a wet oxide film with little distortion can be formed.
【００１８】本願の発明による半導体基板の第１の酸化
装置では、水蒸気を含む酸素ガスの供給管が燃焼室に接
続されているので、燃焼反応の開始前から開始後までの
期間と停止前から停止後までの期間とに、水蒸気を含む
酸素ガスで燃焼室を満たすことができる。このため、燃
焼室と処理炉とが配管で連通していても、爆鳴気反応を
防止しつつ、半導体基板の表面にドライ酸化膜が形成さ
れることを防止して、構造的な歪みの少ないウエット酸
化膜のみを形成することができる。In the first apparatus for oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention, the supply pipe for the oxygen gas containing water vapor is connected to the combustion chamber. The combustion chamber can be filled with oxygen gas containing water vapor before and after the shutdown. For this reason, even if the combustion chamber and the processing furnace are in communication with each other by pipes, while preventing the detonation reaction, the formation of a dry oxide film on the surface of the semiconductor substrate is prevented, and structural distortion is prevented. Only a small number of wet oxide films can be formed.
【００１９】本願の発明による半導体基板の第２の酸化
装置では、酸素ガスの供給管に水蒸気発生手段が接続さ
れているので、水蒸気を含む酸素ガスを燃焼室に供給す
ることができる。このため、爆鳴気反応を防止するため
に、燃焼室を酸素ガスで満たしておき、且つ、燃焼室と
処理炉とが配管で連通していても、半導体基板の表面に
ドライ酸化膜が形成されることを防止して、構造的な歪
みの少ないウエット酸化膜のみを形成することができ
る。In the second apparatus for oxidizing a semiconductor substrate according to the present invention, since the steam generating means is connected to the oxygen gas supply pipe, oxygen gas containing steam can be supplied to the combustion chamber. Therefore, in order to prevent a detonation reaction, a dry oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate even if the combustion chamber is filled with oxygen gas and the combustion chamber and the processing furnace are connected by piping. Thus, it is possible to form only a wet oxide film with little structural distortion.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１及び第２
実施形態を、図１〜４を参照しながら説明する。図２
が、酸化装置の第１実施形態を示している。この酸化装
置３１は、水蒸気発生手段３２と、燃焼室１３と水蒸気
発生手段３２とを接続している配管３３とを有してい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the first and second embodiments of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
Shows the first embodiment of the oxidation apparatus. The oxidizing device 31 has a steam generating means 32 and a pipe 33 connecting the combustion chamber 13 and the steam generating means 32.
【００２１】水蒸気発生手段３２の下方にはヒータ３４
が配置されている。水蒸気発生手段３２は酸素ガスによ
る水のバブリングによって水蒸気を発生させるものであ
り、水蒸気発生手段３２には供給管３５が接続されてい
て、この供給管３５から水蒸気発生手段３２に酸素ガス
３６が供給される。以上の点を除いて、この第１実施形
態の酸化装置３１も、図６に示した一従来例の酸化装置
１１と実質的に同様の構成を有している。A heater 34 is provided below the steam generating means 32.
Is arranged. The steam generating means 32 is for generating steam by bubbling water with oxygen gas, and a supply pipe 35 is connected to the steam generating means 32, and the oxygen gas 36 is supplied from the supply pipe 35 to the steam generating means 32. Is done. Except for the above points, the oxidizing device 31 of the first embodiment has substantially the same configuration as the oxidizing device 11 of the conventional example shown in FIG.
【００２２】この様な酸化装置３１でパイロジェニック
酸化を行うためには、処理室１６内に半導体基板１５を
収納し、ヒータ１７によって処理室１６内を熱処理温度
にする。半導体基板１５がシリコン基板である場合は、
熱処理温度を７００〜１１００℃に設定する。In order to carry out pyrogenic oxidation in such an oxidizing apparatus 31, the semiconductor substrate 15 is housed in the processing chamber 16, and the inside of the processing chamber 16 is heated to a heat treatment temperature by the heater 17. When the semiconductor substrate 15 is a silicon substrate,
The heat treatment temperature is set at 700 to 1100 ° C.
【００２３】その後、ヒータ１８によって燃焼室１３を
７００〜１１００℃の高温にし、供給管３５から水蒸気
発生手段３２に酸素ガス３６を供給して、水蒸気を含む
酸素ガス３６を配管３３から燃焼室１３内に１〜２分間
に亘って供給する。水蒸気を含む酸素ガス３６によって
燃焼室１３が十分に満たされた後、図１に示す様に、供
給管２１、２２から夫々水素ガス２３及び酸素ガス２４
を燃焼室１３内に同時に供給し、水素ガス２３を燃焼さ
せて水蒸気を発生させる。Thereafter, the temperature of the combustion chamber 13 is raised to 700 to 1100 ° C. by the heater 18, oxygen gas 36 is supplied from the supply pipe 35 to the steam generating means 32, and oxygen gas 36 containing steam is supplied from the pipe 33 to the combustion chamber 13. Into it for 1-2 minutes. After the combustion chamber 13 is sufficiently filled with the oxygen gas 36 containing water vapor, as shown in FIG.
Are simultaneously supplied into the combustion chamber 13 to burn the hydrogen gas 23 to generate steam.
【００２４】水素ガス２３の燃焼が開始した後、供給管
３５から水蒸気発生手段３２への酸素ガス３６の供給を
停止する。従って、処理室１６内の半導体基板１５に
は、配管１４を介して、水素ガス２３の燃焼開始前に
は、水蒸気を含む酸素ガス３６が供給され、水素ガス２
３の燃焼開始後には、この水素ガス２３の燃焼で発生し
た水蒸気が供給される。この結果、これらの水蒸気によ
って、半導体基板１５の表面にはウエット酸化膜のみが
形成される。After the combustion of the hydrogen gas 23 is started, the supply of the oxygen gas 36 from the supply pipe 35 to the steam generating means 32 is stopped. Therefore, before the combustion of the hydrogen gas 23 is started, the oxygen gas 36 containing water vapor is supplied to the semiconductor substrate 15 in the processing chamber 16 via the pipe 14, and the hydrogen gas 2
After the start of the combustion of 3, the steam generated by the combustion of the hydrogen gas 23 is supplied. As a result, only the wet oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 15 by the water vapor.
【００２５】所望の膜厚のウエット酸化膜が形成された
後、供給管３５から水蒸気発生手段３２へ酸素ガス３６
を再び供給する。その後、供給管２１、２２から燃焼室
１３内への水素ガス２３及び酸素ガス２４の供給を同時
に停止し、更にその１〜２分後に、供給管３５から水蒸
気発生手段３２への酸素ガス３６の供給も停止して、パ
イロジェニック酸化を終了する。After a wet oxide film having a desired thickness is formed, oxygen gas 36 is supplied from the supply pipe 35 to the steam generating means 32.
Supply again. Thereafter, the supply of the hydrogen gas 23 and the oxygen gas 24 from the supply pipes 21 and 22 into the combustion chamber 13 is simultaneously stopped, and after a further two minutes, the supply of the oxygen gas 36 from the supply pipe 35 to the steam generation means 32 is stopped. The supply is also stopped, ending the pyrogenic oxidation.
【００２６】以上の様な第１実施形態の酸化方法及び酸
化装置３１では、水素ガス２３の燃焼の開始前から開始
後までの期間と停止前から停止後までの期間とに、水蒸
気を含む酸素ガス３６で燃焼室１３を満たしているの
で、水素ガス２３と酸素ガス２４との供給を同時に開始
及び停止しても、爆鳴気反応は生じない。しかも、水蒸
気を含まない酸素ガス２４が半導体基板１５に全く触れ
ないので、半導体基板１５の表面にはウエット酸化膜し
か形成されない。In the oxidizing method and the oxidizing apparatus 31 according to the first embodiment described above, the oxygen containing water vapor is supplied during the period from the start to the start of the combustion of the hydrogen gas 23 and the period from before to after the stop. Since the combustion chamber 13 is filled with the gas 36, even if the supply of the hydrogen gas 23 and the supply of the oxygen gas 24 are simultaneously started and stopped, no detonation reaction occurs. Moreover, since the oxygen gas 24 containing no water vapor does not touch the semiconductor substrate 15 at all, only a wet oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 15.
【００２７】図４が、酸化装置の第２実施形態を示して
いる。この酸化装置４１は、酸素ガス２４を供給するた
めの供給管２２が燃焼室１３に接続されていないことを
除いて、図２に示した第１実施形態の酸化装置３１と実
質的に同様の構成を有している。FIG. 4 shows a second embodiment of the oxidizing apparatus. This oxidizer 41 is substantially the same as the oxidizer 31 of the first embodiment shown in FIG. 2 except that the supply pipe 22 for supplying the oxygen gas 24 is not connected to the combustion chamber 13. It has a configuration.
【００２８】この様な酸化装置４１でパイロジェニック
酸化を行う際にも、図３に示す様に、供給管２１から燃
焼室１３内に水素ガス２３を供給することによるこの水
素ガス２３の燃焼開始の１〜２分前から燃焼終了の１〜
２分後まで、供給管３５から水蒸気発生手段３２に酸素
ガス３６を供給して、水蒸気を含む酸素ガス３６を配管
３３から燃焼室１３内に連続的に供給することを除い
て、図１に示した第１実施形態と実質的に同様の工程を
実行する。When pyrogenous oxidation is performed by the oxidizing apparatus 41, the combustion of the hydrogen gas 23 is started by supplying the hydrogen gas 23 from the supply pipe 21 into the combustion chamber 13 as shown in FIG. 1 to 2 minutes before the end of combustion
Unless two minutes later, the oxygen gas 36 is supplied from the supply pipe 35 to the steam generating means 32, and the oxygen gas 36 containing the steam is continuously supplied from the pipe 33 into the combustion chamber 13 except for the case shown in FIG. Steps substantially the same as those of the first embodiment are performed.
【００２９】以上の様な第２実施形態の酸化方法及び酸
化装置４１でも、爆鳴気反応を防止しているにも拘ら
ず、水蒸気を含まない酸素ガスが半導体基板１５に全く
触れないので、半導体基板１５の表面にはウエット酸化
膜しか形成されない。なお、燃焼室１３内に供給される
酸素ガス３６は常に水蒸気を含んでいるが、この水蒸気
によって水素ガス２３の燃焼が妨げられることはない。In the oxidizing method and the oxidizing apparatus 41 of the second embodiment as described above, the oxygen gas containing no water vapor does not touch the semiconductor substrate 15 at all, though the detonation reaction is prevented. Only a wet oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 15. The oxygen gas 36 supplied into the combustion chamber 13 always contains water vapor, but this water vapor does not hinder the combustion of the hydrogen gas 23.
【００３０】なお、以上の第１及び第２実施形態では、
酸素ガス３６に水蒸気を含ませるために、この酸素ガス
３６による水のバブリングを行っているが、不活性ガス
による水のバブリングや水素ガスの燃焼等によって発生
させた水蒸気を酸素ガス３６に混合させてもよい。ま
た、ウエット酸化を行う際に、窒素やアルゴン等の不活
性ガスで水蒸気を希釈してもよい。In the first and second embodiments described above,
Water is bubbled by the oxygen gas 36 in order to include water vapor in the oxygen gas 36. Water vapor generated by bubbling water with an inert gas, burning hydrogen gas, and the like is mixed with the oxygen gas 36. You may. When performing wet oxidation, steam may be diluted with an inert gas such as nitrogen or argon.
【００３１】また、上述の第１及び第２実施形態でウエ
ット酸化膜を形成した後、窒素やアルゴン等の不活性ガ
スや、塩素やフッ素等のハロゲンを含む不活性ガスや、
ＮＯ、Ｎ2 Ｏ、ＮＨ3 等の窒素を含むガスでウエット酸
化膜を熱処理することによって、ウエット酸化膜と半導
体基板との界面における固定電荷を低減させて、ウエッ
ト酸化膜の絶縁破壊耐圧を向上させることができる。After the wet oxide film is formed in the first and second embodiments, an inert gas such as nitrogen or argon, an inert gas containing halogen such as chlorine or fluorine,
By heat-treating the wet oxide film with a gas containing nitrogen such as NO, N 2 O, and NH 3 , the fixed charge at the interface between the wet oxide film and the semiconductor substrate is reduced, and the dielectric breakdown voltage of the wet oxide film is improved. Can be done.
【００３２】また、水素ガス２３を燃焼させるための燃
焼室１３の温度や、半導体基板１５を酸化させるための
熱処理炉１２の温度や、酸化装置３１、４１の構造等に
ついても、上述の第１及び第２実施形態とは異なる温度
や構造等を採用することも可能である。The temperature of the combustion chamber 13 for burning the hydrogen gas 23, the temperature of the heat treatment furnace 12 for oxidizing the semiconductor substrate 15, the structure of the oxidizing devices 31 and 41, etc. It is also possible to adopt a temperature, a structure, and the like different from those of the second embodiment.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本願の発明による半導体基板の酸化方法
及び酸化装置では、半導体基板の表面にドライ酸化膜が
形成されることを防止して、構造的な歪みの少ないウエ
ット酸化膜のみを形成することができるので、半導体装
置の歩留りを向上させることができる。According to the method and apparatus for oxidizing a semiconductor substrate of the present invention, a dry oxide film is prevented from being formed on the surface of a semiconductor substrate, and only a wet oxide film having a small structural distortion is formed. Therefore, the yield of the semiconductor device can be improved.
【図１】本願の発明の第１実施形態におけるガスの供給
順序を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a gas supply order in a first embodiment of the present invention.
【図２】第１実施形態における酸化装置の概念的な構成
図である。FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of an oxidation device according to the first embodiment.
【図３】本願の発明の第２実施形態におけるガスの供給
順序を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a gas supply order in a second embodiment of the present invention.
【図４】第２実施形態における酸化装置の概念的な構成
図である。FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of an oxidation device according to a second embodiment.
【図５】本願の発明の一従来例におけるガスの供給順序
を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a gas supply sequence in a conventional example of the present invention.
【図６】一従来例における酸化装置の概念的な構成図で
ある。FIG. 6 is a conceptual configuration diagram of an oxidation apparatus in one conventional example.
１２ 熱処理炉（処理炉） １３ 燃焼室（燃焼反応
を行う系） １４ 配管（処理炉と燃焼室とを接続している配管） １５ 半導体基板 ２１ 供給管（水素ガス
の供給管） ２２ 供給管（酸素ガスの供給管） ２３ 水
素ガス ２４ 酸素ガス ３１ 酸
化装置 ３２ 水蒸気発生手段 ３３ 配管（水蒸気を含
む酸素ガスの供給管） ３６ 酸素ガス（水蒸気を含む酸素ガス） ４１ 酸
化装置Reference Signs List 12 heat treatment furnace (processing furnace) 13 combustion chamber (system performing combustion reaction) 14 pipe (pipe connecting processing furnace and combustion chamber) 15 semiconductor substrate 21 supply pipe (hydrogen gas supply pipe) 22 supply pipe ( Oxygen gas supply pipe) 23 Hydrogen gas 24 Oxygen gas 31 Oxidizer 32 Steam generating means 33 Piping (Oxygen gas supply pipe containing water vapor) 36 Oxygen gas (Oxygen gas containing water vapor) 41 Oxidation equipment
Claims (4)
水蒸気を発生させ、この水蒸気を含む雰囲気で半導体基
板を酸化する半導体基板の酸化方法において、 前記燃焼反応の開始前から開始後までの期間と停止前か
ら停止後までの期間とに、水蒸気を含む酸素ガスで、前
記燃焼反応を行う系を満たすことを特徴とする半導体基
板の酸化方法。1. A method for oxidizing a semiconductor substrate, wherein a hydrogen gas and an oxygen gas are subjected to a combustion reaction to generate water vapor, and the semiconductor substrate is oxidized in an atmosphere containing the water vapor. A method for oxidizing a semiconductor substrate, wherein a system for performing the combustion reaction is filled with oxygen gas containing water vapor during a period and before and after the stop.
水蒸気を発生させ、この水蒸気を含む雰囲気で半導体基
板を酸化する半導体基板の酸化方法において、 前記酸素ガスに水蒸気を含ませておくことを特徴とする
半導体基板の酸化方法。2. A method for oxidizing a semiconductor substrate in which a hydrogen gas and an oxygen gas are caused to undergo a combustion reaction to generate water vapor and oxidize the semiconductor substrate in an atmosphere containing the water vapor, wherein the oxygen gas contains water vapor. A method for oxidizing a semiconductor substrate, comprising:
と、水素ガスの供給管と酸素ガスの供給管とが接続され
ている燃焼室と、前記処理炉と前記燃焼室とを接続して
いる配管とを具備する半導体基板の酸化装置において、 水蒸気を含む酸素ガスの供給管が前記燃焼室に接続され
ていることを特徴とする半導体基板の酸化装置。3. A processing furnace for oxidizing a semiconductor substrate, a combustion chamber in which a supply pipe for hydrogen gas and a supply pipe for oxygen gas are connected, and a connection between the processing furnace and the combustion chamber. An apparatus for oxidizing a semiconductor substrate, comprising: a supply pipe for an oxygen gas containing water vapor, the supply pipe being connected to the combustion chamber.
と、水素ガスの供給管と酸素ガスの供給管とが接続され
ている燃焼室と、前記処理炉と前記燃焼室とを接続して
いる配管とを具備する半導体基板の酸化装置において、 前記酸素ガスの供給管に水蒸気発生手段が接続されてい
ることを特徴とする半導体基板の酸化装置。4. A processing furnace for oxidizing a semiconductor substrate, a combustion chamber in which a hydrogen gas supply pipe and an oxygen gas supply pipe are connected, and a processing furnace connected to the processing furnace. An apparatus for oxidizing a semiconductor substrate, comprising: an oxygen gas supply pipe; and a steam generating means connected to the oxygen gas supply pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185596A JPH1041296A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Oxidizing semiconductor substrate and oxidizing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185596A JPH1041296A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Oxidizing semiconductor substrate and oxidizing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041296A true JPH1041296A (en) | 1998-02-13 |
Family
ID=16612721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21185596A Pending JPH1041296A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Oxidizing semiconductor substrate and oxidizing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041296A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165304A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Vapor anneal device and vapor introduction method therein |
| EP1734586A1 (en) * | 2004-04-09 | 2006-12-20 | Fuji Electric Holdings Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
-
1996
- 1996-07-23 JP JP21185596A patent/JPH1041296A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1734586A1 (en) * | 2004-04-09 | 2006-12-20 | Fuji Electric Holdings Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| EP1734586A4 (en) * | 2004-04-09 | 2008-03-12 | Fuji Electric Holdings | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2006165304A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Vapor anneal device and vapor introduction method therein |
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