JPS6386436A - Lamp annealing device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、チャンバ内にガスを導入し、ランプにより
該チャンバ内を加熱し、該チャンバ内に置かれた半導体
基板の表面に酸化膜を形成させるランプアニール装置に
関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] This invention introduces a gas into a chamber, heats the inside of the chamber with a lamp, and forms an oxide film on the surface of a semiconductor substrate placed in the chamber. The present invention relates to a lamp annealing device for forming the film.
［従来の技術］
半導体基板の表面が酸化されたものは、躾トランジスタ
のゲート絶縁膜等の重要な用途がある。[Prior Art] Semiconductor substrates with oxidized surfaces have important uses such as gate insulating films for transistors.
第２図は、半導体基板の表面に酸化膜を形成させる従来
のランプアニール装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional lamp annealing apparatus for forming an oxide film on the surface of a semiconductor substrate.
石英チャンバ１にはガス導入部２が設けられており、そ
の内部に半導体基板３を保持するサセプタ４が備えられ
ている。そして石英チャンバ内は蓋５により閉じられ、
ハロゲンランプ６により加熱される。A quartz chamber 1 is provided with a gas introduction section 2, and a susceptor 4 for holding a semiconductor substrate 3 therein is provided. The inside of the quartz chamber is then closed with a lid 5,
It is heated by a halogen lamp 6.
次に、従来のランプアニール装置による半導体基板の酸
化膜形成の動作について説明する。Next, the operation of forming an oxide film on a semiconductor substrate using a conventional lamp annealing apparatus will be described.
半導体基板３をサセプタ４に載せた後、石英チャンバ１
内に挿入する。次いで、蓋５を閉め、ガス導入部２より
酸素ガス等の反応性ガスを導入し、石英チャンバ内の雰
囲気を反応性ガスで置換する。After placing the semiconductor substrate 3 on the susceptor 4, the quartz chamber 1
Insert inside. Next, the lid 5 is closed, and a reactive gas such as oxygen gas is introduced from the gas introduction part 2 to replace the atmosphere inside the quartz chamber with the reactive gas.
その後、ハロゲンランプ６を点灯し、石英チャンバ内を
加熱する。すると、半導体基板上に酸化膜が形成される
。Thereafter, the halogen lamp 6 is turned on to heat the inside of the quartz chamber. Then, an oxide film is formed on the semiconductor substrate.
［発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のランプアニール装置では、１００
オングストロームのシリコン酸化膜を形成するのに、１
１００℃ないし１２００℃で、酸素雰囲気中、およそ１
分間を要する。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional lamp annealing device, 100
To form a silicon oxide film of 1 angstrom,
At 100°C to 1200°C in an oxygen atmosphere, approximately 1
It takes several minutes.
この程度の酸化膜の形成速度だと、さらに厚い酸化膜を
形成する場合には処理時間が相当長くなる。そのため、
ランプアニール装置の処理能力が著しく低下し、作業能
率が下がるという問題があった。At this rate of oxide film formation, the processing time will be considerably long if a thicker oxide film is to be formed. Therefore,
There was a problem in that the processing capacity of the lamp annealing device was significantly reduced and the work efficiency was reduced.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、短時間で厚い膜を形成することができるラ
ンプアニール装■を提９Ｌ’Ｅｌることを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a lamp annealing system that can form a thick film in a short time.
［問題点を解決づるための手段］
この発明は、チャンバ内にカスを導入し、ハロゲンラン
プにより該チャンバ内を加熱し、該チャンバ内に賀かれ
た半導体基板の表面に酸化膜を形成させるランプアニー
ル装置にかかるものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a lamp that introduces waste into a chamber, heats the inside of the chamber with a halogen lamp, and forms an oxide film on the surface of a semiconductor substrate placed in the chamber. This involves an annealing device.
そして該チャンバ内に導入された反応性ガスをプラズマ
化することを特徴とする。The method is characterized in that the reactive gas introduced into the chamber is turned into plasma.
［作用］
該チトンバ内に導入された反応性ガスがプラズマ化され
るので、該反応性ガスは活性化され、反応性が高くなる
。[Operation] Since the reactive gas introduced into the titon bar is turned into plasma, the reactive gas is activated and becomes highly reactive.
［実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する。[Example〕 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、この発明の一実施例である＃導体基板の表面
に酸化膜を形成さｌるランプアニール装置の断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a lamp annealing apparatus for forming an oxide film on the surface of a # conductor substrate, which is an embodiment of the present invention.
石英チャンバ７にはガス導入部８と２石英チャンバ内を
真空にする脱気部９と、マイクロ波を導入するマイクロ
波導入部１０を備えている。石英チャンバフ内には半導
体基板１１を保持するサセプタ１２が挿入されている。The quartz chamber 7 is equipped with a gas introduction section 8, a degassing section 9 for evacuating the inside of the quartz chamber, and a microwave introduction section 10 for introducing microwaves. A susceptor 12 that holds a semiconductor substrate 11 is inserted into the quartz chamber buff.
石英チャンバ７の外側には、石英チャンバ７内を加熱す
るためのハロゲンランプ１３と石英チャンバ内に磁場を
かけるための空芯コイル１４が設けられている。ざらに
、半導体基板にバイアス電圧を印加するために、蓋１５
とサセプタ１２の間に高周波がかけられている。A halogen lamp 13 for heating the inside of the quartz chamber 7 and an air-core coil 14 for applying a magnetic field inside the quartz chamber are provided outside the quartz chamber 7. Generally, the lid 15 is used to apply a bias voltage to the semiconductor substrate.
A high frequency is applied between the susceptor 12 and the susceptor 12.
次に、本装置による半導体基板の酸化膜形成の動作につ
いて説明する。Next, the operation of forming an oxide film on a semiconductor substrate using this apparatus will be explained.
半導体基板１１をサセプタ１２に載せ、石英チャンバ７
内に挿入する。次いで蓋１５を閉めた後、脱気部９より
石英チャンバ内の空気を除いて、石英チャンバ内を真空
にする。従来法の場合と違って、内部を真空にするのは
、本発明は活性なプラズマを作るので、不純物ガスを完
全に除去しておく必要があるからである。すなわち、不
純物ガスが活性化されて、半導体基板と作用すると、良
好な酸化膜を与えないから、完全に石英チャンバ内を真
空にするのである。The semiconductor substrate 11 is placed on the susceptor 12, and the quartz chamber 7 is placed.
Insert inside. Next, after closing the lid 15, the air inside the quartz chamber is removed from the degassing section 9 to create a vacuum inside the quartz chamber. The reason why the interior is vacuumed, unlike in the conventional method, is that since the present invention creates active plasma, it is necessary to completely remove impurity gas. That is, if the impurity gas is activated and interacts with the semiconductor substrate, it will not form a good oxide film, so the inside of the quartz chamber is completely evacuated.
その後、ガス導入部８より反応性ガスとして酸素ガスを
導入する。そして、空芯コイル１４により石英チャンバ
７内に！１ｓをかける、とともにマイクロ波をマイクロ
波導入部１０より導入する。Thereafter, oxygen gas is introduced as a reactive gas from the gas introduction section 8. Then, into the quartz chamber 7 by the air core coil 14! 1 s, and at the same time, microwaves are introduced from the microwave introducing section 10.
これにより、酸素ガスは励起されて、酸素プラズマとな
る。This excites the oxygen gas and turns it into oxygen plasma.
次いで、ハロゲンランプ１３によりチャンバ内を１１０
０℃ないし１２００℃に加熱する。すると、この励起さ
れた酸素プラズマがシリコンウェハのごとき半導体基板
の表面に作用し、酸化膜を与える。Next, the inside of the chamber is heated to 110 by the halogen lamp 13.
Heat to 0°C to 1200°C. This excited oxygen plasma then acts on the surface of a semiconductor substrate such as a silicon wafer, forming an oxide film.
なお、本実施例では、このとき、さらに、サセプタ１２
と蓋１５の間に高周波をかけ、半導体基板１１にバイア
ス電圧を印加する。半導体基板１１にバイアス電圧が印
加されると、半導体基板１１の表面に酸素プラズマが呼
び集められる。これにより半導体基板１１の表面の酸素
プラズマの密度が一層高くなる。その結果、膜形成速度
が著しく高くなる。従来のランプアニール装置では、１
００オングストロームのシリコン酸化膜を形成するのに
、１１００℃ないし１２００℃でおよそ１分要していた
ものが、本実施例では、髪処理時間が６秒ないし１０秒
で、およそ１０分の１に短縮された。Note that in this embodiment, at this time, the susceptor 12
A bias voltage is applied to the semiconductor substrate 11 by applying a high frequency between the cap 15 and the lid 15 . When a bias voltage is applied to the semiconductor substrate 11, oxygen plasma is attracted to the surface of the semiconductor substrate 11. This further increases the density of oxygen plasma on the surface of the semiconductor substrate 11. As a result, the film formation rate is significantly increased. In conventional lamp annealing equipment, 1
It used to take about 1 minute at 1100°C to 1200°C to form a silicon oxide film of 0.00 angstroms, but in this example, the hair processing time was reduced to about 1/10 by 6 to 10 seconds. Shortened.
なお、本実施例では、プラズマを作るのに空芯コイルに
より磁場をかけ、マイクロ波を導入するＥＣＲプラズマ
を用いたが、本発明はこれに限られるものでなく、他の
方法でプラズマを作り、これをチャンバ内に導入し拡散
しても実施例と同様の効果が得られる。In this example, ECR plasma was used to generate plasma by applying a magnetic field using an air-core coil and introducing microwaves. However, the present invention is not limited to this, and plasma can be generated by other methods. Even if this is introduced into the chamber and diffused, the same effect as in the embodiment can be obtained.
また、本実施例では半導体基板と酸素プラズマを反応さ
せることにより酸化膜を形成する場合を示したが、本発
明はこれに限られるものでなく、ガス種と圧力を任意に
選ぶことにより反応生成物を半導体基板上に堆積させて
酸化膜を形成させる場合も本発明の縫囲に属する。たと
えば、シリコンのガスと酸素をチャンバ内でプラズマ化
し、両者の反応により生じたシリコン酸化物を半導体基
板に堆積させて、半導体基板上にシリコン酸化物の膜を
形成する場合である。Furthermore, although this example shows a case where an oxide film is formed by reacting a semiconductor substrate with oxygen plasma, the present invention is not limited to this, and the reaction can be formed by arbitrarily selecting the gas type and pressure. A case where an oxide film is formed by depositing a substance on a semiconductor substrate also falls within the scope of the present invention. For example, a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate by turning silicon gas and oxygen into plasma in a chamber, and depositing silicon oxide produced by a reaction between the two on a semiconductor substrate.
さらに、本実茄例では酸素ガスをプラズマ化し、さらに
半導体基板１１にバイアス電圧を印加する方法を示した
が、本発明はこれに限られるものでなく、酸素プラズマ
のみを採用した場合でも、従来よりも優れた効果を示す
。従来のランプアニール装置は単に酸素ガスを加熱して
いただけにすぎないからである。但し、この場合、バイ
アス電圧を印加する場合に比べその効果は少ない。Furthermore, although this example shows a method of converting oxygen gas into plasma and applying a bias voltage to the semiconductor substrate 11, the present invention is not limited to this, and even when only oxygen plasma is employed, conventional shows better effects than This is because conventional lamp annealing devices merely heat oxygen gas. However, in this case, the effect is less than when applying a bias voltage.
また、本実施例では、チャンバ内に石英チャンバを用い
る場合を示したが、本発明はこれに限られるものでなく
、ハロゲンランプが照射される以外の部分をステンレス
、アルミナ等のほかの材質で置換えても、実施例と同様
の効果を実現し得る。Furthermore, although this embodiment shows a case where a quartz chamber is used in the chamber, the present invention is not limited to this, and the parts other than those irradiated with the halogen lamp can be made of other materials such as stainless steel or alumina. Even if replaced, the same effects as in the embodiment can be achieved.
［発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、チャンバ内の反応性
ガスがプラズマ化され、該ガスの反応性が高くなるので
、従来の単なる酸素ガス雰囲気下で半導体基板を加熱す
る場合に比べて、半導体基板上の酸化膜の膜形成速度が
高くなる。その結果、ランプアニール装置の処理能力が
上昇し、作業能率が高まる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the reactive gas in the chamber is turned into plasma, and the reactivity of the gas is increased. The rate of film formation of the oxide film on the semiconductor substrate is higher than that in the case where the oxide film is formed on the semiconductor substrate. As a result, the throughput of the lamp annealing device is increased and work efficiency is increased.
なお、チャンバ内の反応性ガスをプラズマ化すると同時
に、半導体基板にバイアス電圧を印加した場合には、膜
形成速度が加勢的に高まり、従来の装置による膜形成速
度のおよそ１０倍になり、著しく作業能率が高まる。Note that if a bias voltage is applied to the semiconductor substrate at the same time as the reactive gas in the chamber is turned into plasma, the film formation rate increases, approximately 10 times the film formation rate using conventional equipment, and is significantly faster. Increases work efficiency.
第１図はこの発明の一実施例であるランプアニール装置
を示す断面図を示したものであり、第２図は従来のラン
プアニール装置である。
図において、７はチャンバ、１１は半導体基板、１３は
ハロゲンランプである。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a lamp annealing apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a conventional lamp annealing apparatus. In the figure, 7 is a chamber, 11 is a semiconductor substrate, and 13 is a halogen lamp.
Claims (5)
該チャンバ内を加熱し、該チャンバ内に置かれた半導体
基板の表面に酸化膜を形成させるランプアニール装置に
おいて、 前記チャンバ内に導入された反応性ガスをプラズマ化す
ることを特徴とするランプアニール装置。(1) In a lamp annealing device that introduces a reactive gas into a chamber, heats the inside of the chamber with a lamp, and forms an oxide film on the surface of a semiconductor substrate placed in the chamber. A lamp annealing device characterized by converting reactive gas into plasma.
されたマイクロ波およびチャンバ内にかけられた磁場に
よって行なわれる特許請求の範囲第１項記載のランプア
ニール装置。(2) The lamp annealing apparatus according to claim 1, wherein the reactive gas is turned into plasma by microwaves introduced into the chamber and a magnetic field applied inside the chamber.
求の範囲第１項または第２項記載のランプアニール装置
。(3) The lamp annealing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a bias voltage is applied to the semiconductor substrate.
第１項ないし第３項のいずれかに記載のランプアニール
装置。(4) The lamp annealing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the reactive gas is oxygen gas.
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のランプアニ
ール装置。(5) The lamp annealing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the chamber is a quartz chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23202986A JPS6386436A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Lamp annealing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23202986A JPS6386436A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Lamp annealing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386436A true JPS6386436A (en) | 1988-04-16 |
Family
ID=16932850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23202986A Pending JPS6386436A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Lamp annealing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6386436A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009516375A (en) * | 2005-11-11 | 2009-04-16 | ディーエスジー テクノロジーズ | Thermal processing system, components, and methods |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP23202986A patent/JPS6386436A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009516375A (en) * | 2005-11-11 | 2009-04-16 | ディーエスジー テクノロジーズ | Thermal processing system, components, and methods |
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