JP2001023978A - 半導体装置の製造装置および製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造装置および製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は半導体基板の表面に精度良くシリコ
ン酸化膜を形成するための製造装置に関し、酸化膜の均
一性を高めることを目的とする。 【解決手段】 反応チャンバー２２と共に密封した空間
を形成し得るローディングエリア４０を設ける。反応チ
ャンバーの内部空間とローディングエリアの内部空間と
をシャッター板２８で区分した状態で、それらの内部の
酸素濃度を共に所望濃度に調整する。両者の酸素濃度が
所望濃度で一致した後に、ボート昇降機３６により、ウ
ェハボート３２に保持されている半導体ウェハ３０を、
ローディングエリア４０から反応チャンバー２２内に挿
入する。
ン酸化膜を形成するための製造装置に関し、酸化膜の均
一性を高めることを目的とする。 【解決手段】 反応チャンバー２２と共に密封した空間
を形成し得るローディングエリア４０を設ける。反応チ
ャンバーの内部空間とローディングエリアの内部空間と
をシャッター板２８で区分した状態で、それらの内部の
酸素濃度を共に所望濃度に調整する。両者の酸素濃度が
所望濃度で一致した後に、ボート昇降機３６により、ウ
ェハボート３２に保持されている半導体ウェハ３０を、
ローディングエリア４０から反応チャンバー２２内に挿
入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
装置および製造方法に係り、特に、半導体基板の表面に
精度良くシリコン酸化膜を形成するための製造装置およ
び製造方法に関する。
装置および製造方法に係り、特に、半導体基板の表面に
精度良くシリコン酸化膜を形成するための製造装置およ
び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、フラッシュメモリの浮遊電極と制
御電極との間の絶縁膜などに、多結晶シリコン膜を酸化
してなるシリコン酸化膜（以下、「ポリオキサイド膜」
と称す）が用いられている。ポリオキサイド膜を形成す
る方法としては、例えば、縦型バッチ式酸化炉を用いて
多結晶シリコン膜の周囲に酸化ガスを供給することによ
りその表面を酸化する方法が知られている。
御電極との間の絶縁膜などに、多結晶シリコン膜を酸化
してなるシリコン酸化膜（以下、「ポリオキサイド膜」
と称す）が用いられている。ポリオキサイド膜を形成す
る方法としては、例えば、縦型バッチ式酸化炉を用いて
多結晶シリコン膜の周囲に酸化ガスを供給することによ
りその表面を酸化する方法が知られている。
【０００３】図３は、ポリオキサイド膜を形成するため
の従来の縦型バッチ式酸化炉の構成図を示す。従来の縦
型バッチ式酸化炉は、窒素ガス、酸素ガス、および水素
ガスのそれぞれの流量を制御するガス流量制御装置１
０，１２，１４を備えている。ガス流量制御装置１０，
１２，１４は外部燃焼管１６に通じている。外部燃焼管
１６の周囲には、水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて水
蒸気を発生させるための燃焼用ヒータ１８が設けられて
いる。
の従来の縦型バッチ式酸化炉の構成図を示す。従来の縦
型バッチ式酸化炉は、窒素ガス、酸素ガス、および水素
ガスのそれぞれの流量を制御するガス流量制御装置１
０，１２，１４を備えている。ガス流量制御装置１０，
１２，１４は外部燃焼管１６に通じている。外部燃焼管
１６の周囲には、水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて水
蒸気を発生させるための燃焼用ヒータ１８が設けられて
いる。
【０００４】外部燃焼管１６には、ガス導入管２０を介
して反応チャンバー２２が接続されている。ガス導入管
２０および反応チャンバー２２の周囲には、それらを加
熱するための加熱用ヒータ２４が設けられている。反応
チャンバー２２には、排気通路２６が設けられている。
また、反応チャンバー２２の下部には、その内部空間を
密封するためのシャッター板２８が設けられている。
して反応チャンバー２２が接続されている。ガス導入管
２０および反応チャンバー２２の周囲には、それらを加
熱するための加熱用ヒータ２４が設けられている。反応
チャンバー２２には、排気通路２６が設けられている。
また、反応チャンバー２２の下部には、その内部空間を
密封するためのシャッター板２８が設けられている。
【０００５】従来の縦型バッチ式酸化炉は、更に、複数
の半導体ウェハ３０を保持するウェハボート３２を備え
ている。ウェハボート３２は、ボート保持具３４によっ
てボート昇降機３６上に固定されている。ボート昇降機
３６は、シャッター板２８が開いている状況下で、ウェ
ハボート３２を反応チャンバー２２内に搬送すると共
に、反応チャンバー２２の内部空間を、その外部雰囲気
から、すなわち、クリーンルームの雰囲気から密封する
ことができる。
の半導体ウェハ３０を保持するウェハボート３２を備え
ている。ウェハボート３２は、ボート保持具３４によっ
てボート昇降機３６上に固定されている。ボート昇降機
３６は、シャッター板２８が開いている状況下で、ウェ
ハボート３２を反応チャンバー２２内に搬送すると共
に、反応チャンバー２２の内部空間を、その外部雰囲気
から、すなわち、クリーンルームの雰囲気から密封する
ことができる。
【０００６】以下、図４を参照して、ポリオキサイド膜
を形成するための従来の方法について説明する。図４
は、従来の縦型バッチ式酸化炉を用いてポリオキサイド
膜を形成する際に実行される一連の処理のフローチャー
トである。
を形成するための従来の方法について説明する。図４
は、従来の縦型バッチ式酸化炉を用いてポリオキサイド
膜を形成する際に実行される一連の処理のフローチャー
トである。
【０００７】従来の方法では、先ず、ボート昇降機３６
によって、ウェハボート３２に保持されている半導体ウ
ェハ３０が反応チャンバー２２内に挿入される（Ｓ１０
０）。反応チャンバー２２は、この際、加熱用ヒータ２
４によって７００℃程度に加熱されている。半導体ウェ
ハ３０の挿入過程において、反応チャンバー２２の内部
には、酸素と窒素の混合ガス若しくは酸素ガスが、ガス
流量制御装置１０，１２によって一定流量に制御された
状態で供給される。
によって、ウェハボート３２に保持されている半導体ウ
ェハ３０が反応チャンバー２２内に挿入される（Ｓ１０
０）。反応チャンバー２２は、この際、加熱用ヒータ２
４によって７００℃程度に加熱されている。半導体ウェ
ハ３０の挿入過程において、反応チャンバー２２の内部
には、酸素と窒素の混合ガス若しくは酸素ガスが、ガス
流量制御装置１０，１２によって一定流量に制御された
状態で供給される。
【０００８】半導体ウェハ３０の挿入過程で上記の如く
酸素を含むガスを反応チャンバー２２内に供給すると、
ウェハの表面に付着している有機物を酸化により除去す
ることができる。従って、上記の挿入処理によれば、ウ
ェハ面内におけるポリオキサイド膜の均一性を高めるこ
とができる。
酸素を含むガスを反応チャンバー２２内に供給すると、
ウェハの表面に付着している有機物を酸化により除去す
ることができる。従って、上記の挿入処理によれば、ウ
ェハ面内におけるポリオキサイド膜の均一性を高めるこ
とができる。
【０００９】半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２に
挿入された後、所定期間は、ウェハ温度を安定させるた
め、そのままの状態（反応チャンバ２２内に上記のガス
が導入される状態）が維持される（Ｓ１０２）。
挿入された後、所定期間は、ウェハ温度を安定させるた
め、そのままの状態（反応チャンバ２２内に上記のガス
が導入される状態）が維持される（Ｓ１０２）。
【００１０】次に、加熱用ヒータ２４により、反応チャ
ンバー２２の温度が酸化温度まで、具体的には９００℃
程度まで昇温される（Ｓ１０４）。
ンバー２２の温度が酸化温度まで、具体的には９００℃
程度まで昇温される（Ｓ１０４）。
【００１１】反応チャンバー２２の温度が酸化温度に達
した後、ガス導入管２０を介して酸化ガスが反応チャン
バー２２に導入されることにより半導体ウェハ３０が酸
化される（Ｓ１０６）。この際、酸化ガスは、ガス流量
制御装置１０，１２，１４によって一定流量に制御され
ると共に、外部燃焼管１６の内部で加熱される。酸化ガ
スとしては、酸素と水素とが外部燃焼管１６の内部で反
応することにより生成される水蒸気、若しくは酸素ガス
が用いられる。
した後、ガス導入管２０を介して酸化ガスが反応チャン
バー２２に導入されることにより半導体ウェハ３０が酸
化される（Ｓ１０６）。この際、酸化ガスは、ガス流量
制御装置１０，１２，１４によって一定流量に制御され
ると共に、外部燃焼管１６の内部で加熱される。酸化ガ
スとしては、酸素と水素とが外部燃焼管１６の内部で反
応することにより生成される水蒸気、若しくは酸素ガス
が用いられる。
【００１２】酸化工程が終了すると、反応チャンバー２
２に導入されるガスが酸化ガスから窒素ガスに切り替え
られ、反応チャンバー２２内の雰囲気が窒素ガスに置換
される（Ｓ１０８）。
２に導入されるガスが酸化ガスから窒素ガスに切り替え
られ、反応チャンバー２２内の雰囲気が窒素ガスに置換
される（Ｓ１０８）。
【００１３】半導体ウェハ３０の温度が所定温度に降下
するまで、半導体ウェハ３０が反応チャンバ２２内に保
持される（Ｓ１１０）。
するまで、半導体ウェハ３０が反応チャンバ２２内に保
持される（Ｓ１１０）。
【００１４】半導体ウェハ３０の温度が十分に降下した
ら、ボート昇降機３６によってウェハボート３２上のウ
ェハが反応チャンバー２２から引き出される（Ｓ１１
２）。
ら、ボート昇降機３６によってウェハボート３２上のウ
ェハが反応チャンバー２２から引き出される（Ｓ１１
２）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２の外部にあ
る間は、その表面がクリーンルームの大気に晒されるた
め、大気中の有機物等がウェハ表面に付着することがあ
る。その有機物は、半導体ウェハ３０の挿入過程で反応
チャンバー２２内に酸素を導入することで、上記の如く
ある程度除去することが可能である。
は、半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２の外部にあ
る間は、その表面がクリーンルームの大気に晒されるた
め、大気中の有機物等がウェハ表面に付着することがあ
る。その有機物は、半導体ウェハ３０の挿入過程で反応
チャンバー２２内に酸素を導入することで、上記の如く
ある程度除去することが可能である。
【００１６】しかしながら、従来の縦型バッチ式酸化炉
では、反応チャンバー２２の内部がクリーンルームの大
気に開放された状態で半導体ウェハ３０の挿入が行われ
る。半導体ウェハ３０の挿入過程で反応チャンバー２２
内に導入しようとする酸素ガスの濃度は、大気中の酸素
濃度と一般に相違している。このため、従来の縦型バッ
チ式酸化炉では、半導体ウェハ３０を挿入する際に、反
応チャンバー２２内の酸素濃度を精密に制御すること、
より具体的には、反応チャンバー２２内の酸素濃度を全
領域において一様とすることが困難であった。
では、反応チャンバー２２の内部がクリーンルームの大
気に開放された状態で半導体ウェハ３０の挿入が行われ
る。半導体ウェハ３０の挿入過程で反応チャンバー２２
内に導入しようとする酸素ガスの濃度は、大気中の酸素
濃度と一般に相違している。このため、従来の縦型バッ
チ式酸化炉では、半導体ウェハ３０を挿入する際に、反
応チャンバー２２内の酸素濃度を精密に制御すること、
より具体的には、反応チャンバー２２内の酸素濃度を全
領域において一様とすることが困難であった。
【００１７】ウェハボート３２の上部付近に保持される
半導体ウェハ３０は、その下部付近に保持される半導体
ウェハ３０に比して、反応チャンバー２２に挿入される
過程でその内部を長距離にわたって通過する。このた
め、半導体ウェハ３０の挿入過程において反応チャンバ
ー２２の内部に酸素濃度のばらつきが生じていると、挿
入時の酸化速度や半導体ウェハ３０に付着している有機
物の除去能力に、ウェハの位置に応じた依存性が生ず
る。このような位置依存性は、ポリオキサイド膜の均一
性劣化の原因となる。このため、従来の方法は、全面に
おいて均一な膜質を有するポリオキサイド膜を安定に製
造することが困難であるという問題を有していた。
半導体ウェハ３０は、その下部付近に保持される半導体
ウェハ３０に比して、反応チャンバー２２に挿入される
過程でその内部を長距離にわたって通過する。このた
め、半導体ウェハ３０の挿入過程において反応チャンバ
ー２２の内部に酸素濃度のばらつきが生じていると、挿
入時の酸化速度や半導体ウェハ３０に付着している有機
物の除去能力に、ウェハの位置に応じた依存性が生ず
る。このような位置依存性は、ポリオキサイド膜の均一
性劣化の原因となる。このため、従来の方法は、全面に
おいて均一な膜質を有するポリオキサイド膜を安定に製
造することが困難であるという問題を有していた。
【００１８】また、従来の方法では、半導体ウェハ３０
が、酸素を含む雰囲気中で酸化温度まで昇温される。半
導体ウェハ３０の昇温は、７００℃を越える高温領域で
行われるため、その処理が酸素を含む雰囲気中で行われ
れば、半導体ウェハ３０の表面にはある程度の酸化膜が
生成される。このため、従来の方法によっては、半導体
ウェハ３０の表面に、極めて薄いポリオキサイド膜を形
成することが困難であった。
が、酸素を含む雰囲気中で酸化温度まで昇温される。半
導体ウェハ３０の昇温は、７００℃を越える高温領域で
行われるため、その処理が酸素を含む雰囲気中で行われ
れば、半導体ウェハ３０の表面にはある程度の酸化膜が
生成される。このため、従来の方法によっては、半導体
ウェハ３０の表面に、極めて薄いポリオキサイド膜を形
成することが困難であった。
【００１９】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体ウェハの表面に、極めて薄
い酸化膜を精度良く形成することのできる半導体装置の
製造装置および製造方法を提供することを第１の目的と
する。また、本発明は、半導体ウェハの表面に、均一性
の優れた酸化膜を精度良く形成することのできる半導体
装置の製造装置および製造方法を提供することを第２の
目的とする。
めになされたもので、半導体ウェハの表面に、極めて薄
い酸化膜を精度良く形成することのできる半導体装置の
製造装置および製造方法を提供することを第１の目的と
する。また、本発明は、半導体ウェハの表面に、均一性
の優れた酸化膜を精度良く形成することのできる半導体
装置の製造装置および製造方法を提供することを第２の
目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成するための半導体
装置の製造装置であって、半導体ウェハを、所定の酸化
温度下で酸化ガスに晒すための反応チャンバーと、前記
反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得るローデ
ィングエリアと、前記反応チャンバーの内部空間と、前
記ローディングエリアの内部空間とを区分する区分部材
と、半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部と前記
ローディングエリアの内部との間で搬送する搬送装置
と、前記反応チャンバーに流入する酸素の流量を制御す
る第１ガス流量制御装置と、前記ローディングエリアに
流入する酸素の流量を制御する第２ガス流量制御装置
と、前記反応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディン
グエリアの酸素濃度とを別個に測定可能な酸素濃度セン
サと、半導体ウェハを前記ローディングエリアから前記
反応チャンバーに挿入する時期を、前記反応チャンバー
の酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度とに
基づいて決定する制御装置と、を備えることを特徴とす
るものである。
半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成するための半導体
装置の製造装置であって、半導体ウェハを、所定の酸化
温度下で酸化ガスに晒すための反応チャンバーと、前記
反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得るローデ
ィングエリアと、前記反応チャンバーの内部空間と、前
記ローディングエリアの内部空間とを区分する区分部材
と、半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部と前記
ローディングエリアの内部との間で搬送する搬送装置
と、前記反応チャンバーに流入する酸素の流量を制御す
る第１ガス流量制御装置と、前記ローディングエリアに
流入する酸素の流量を制御する第２ガス流量制御装置
と、前記反応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディン
グエリアの酸素濃度とを別個に測定可能な酸素濃度セン
サと、半導体ウェハを前記ローディングエリアから前記
反応チャンバーに挿入する時期を、前記反応チャンバー
の酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度とに
基づいて決定する制御装置と、を備えることを特徴とす
るものである。
【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体装置の製造装置であって、前記制御装置は、前記反
応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの
酸素濃度とが所望濃度で一致した後に、半導体ウェハを
前記ローディングエリアから前記反応チャンバーに挿入
させることを特徴とするものである。
導体装置の製造装置であって、前記制御装置は、前記反
応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの
酸素濃度とが所望濃度で一致した後に、半導体ウェハを
前記ローディングエリアから前記反応チャンバーに挿入
させることを特徴とするものである。
【００２２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の半
導体装置の製造装置であって、半導体ウェハが前記ロー
ディングエリアから前記反応チャンバーに挿入される際
に、前記反応チャンバは、室温に対して十分に高い温度
に加熱されていることを特徴とするものである。
導体装置の製造装置であって、半導体ウェハが前記ロー
ディングエリアから前記反応チャンバーに挿入される際
に、前記反応チャンバは、室温に対して十分に高い温度
に加熱されていることを特徴とするものである。
【００２３】請求項４記載の発明は、半導体ウェハにシ
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造装置で
あって、半導体ウェハを、所定の酸化温度下で酸化ガス
に晒すための反応チャンバーと、前記反応チャンバーを
加熱する加熱用ヒータと、半導体ウェハを、前記反応チ
ャンバーの内部に挿入する搬送装置と、前記反応チャン
バーに酸素を含むガスを供給する第３ガス流量制御装置
と、前記反応チャンバーに窒素を供給する第４ガス流量
制御装置と、前記反応チャンバーに酸素を含むガスが充
填されている状況下で半導体ウェハを前記反応チャンバ
ー内に挿入させると共に、前記反応チャンバー内の雰囲
気を酸素を含むガスから窒素ガスに置換した後に、前記
反応チャンバーを所定の酸化温度に昇温させる制御装置
と、を備えることを特徴とするものである。
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造装置で
あって、半導体ウェハを、所定の酸化温度下で酸化ガス
に晒すための反応チャンバーと、前記反応チャンバーを
加熱する加熱用ヒータと、半導体ウェハを、前記反応チ
ャンバーの内部に挿入する搬送装置と、前記反応チャン
バーに酸素を含むガスを供給する第３ガス流量制御装置
と、前記反応チャンバーに窒素を供給する第４ガス流量
制御装置と、前記反応チャンバーに酸素を含むガスが充
填されている状況下で半導体ウェハを前記反応チャンバ
ー内に挿入させると共に、前記反応チャンバー内の雰囲
気を酸素を含むガスから窒素ガスに置換した後に、前記
反応チャンバーを所定の酸化温度に昇温させる制御装置
と、を備えることを特徴とするものである。
【００２４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の半
導体装置の製造装置であって、前記反応チャンバー内の
ガスを排出するための真空ポンプを備えると共に、前記
制御装置は、前記反応チャンバー内の雰囲気を置換する
際に、前記反応チャンバーに対するガスの供給が停止さ
れた状態で、前記反応チャンバーの内部から前記真空ポ
ンプにより酸素を含むガスを排出させ、次いでその内部
に窒素を供給させることを特徴とするものである。
導体装置の製造装置であって、前記反応チャンバー内の
ガスを排出するための真空ポンプを備えると共に、前記
制御装置は、前記反応チャンバー内の雰囲気を置換する
際に、前記反応チャンバーに対するガスの供給が停止さ
れた状態で、前記反応チャンバーの内部から前記真空ポ
ンプにより酸素を含むガスを排出させ、次いでその内部
に窒素を供給させることを特徴とするものである。
【００２５】請求項６記載の発明は、請求項５記載の半
導体装置の製造装置であって、前記反応チャンバーと共
に密封した空間を形成し得るローディングエリアと、前
記反応チャンバーの内部空間と、前記ローディングエリ
アの内部空間とを区分する区分部材と、前記反応チャン
バーに流入する酸素の流量を制御する第１ガス流量制御
装置と、前記ローディングエリアに流入する酸素の流量
を制御する第２ガス流量制御装置と、前記反応チャンバ
ーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度と
を別個に測定可能な酸素濃度センサとを備え、前記搬送
装置は、半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部と
前記ローディングエリアの内部との間で搬送し、前記制
御装置は、半導体ウェハを前記ローディングエリアから
前記反応チャンバーに挿入する時期を、前記反応チャン
バーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度
とに基づいて決定することを特徴とするものである。
導体装置の製造装置であって、前記反応チャンバーと共
に密封した空間を形成し得るローディングエリアと、前
記反応チャンバーの内部空間と、前記ローディングエリ
アの内部空間とを区分する区分部材と、前記反応チャン
バーに流入する酸素の流量を制御する第１ガス流量制御
装置と、前記ローディングエリアに流入する酸素の流量
を制御する第２ガス流量制御装置と、前記反応チャンバ
ーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度と
を別個に測定可能な酸素濃度センサとを備え、前記搬送
装置は、半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部と
前記ローディングエリアの内部との間で搬送し、前記制
御装置は、半導体ウェハを前記ローディングエリアから
前記反応チャンバーに挿入する時期を、前記反応チャン
バーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度
とに基づいて決定することを特徴とするものである。
【００２６】請求項７記載の発明は、半導体ウェハにシ
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造方法で
あって、反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得
るローディングエリアに半導体ウェハをセットするステ
ップと、前記反応チャンバーの内部空間と、前記ローデ
ィングエリアの内部空間とを区分するステップと、前記
反応チャンバーの内部空間と前記ローディングエリアの
内部空間とが区分された状態で、前記反応チャンバー内
の酸素濃度と前記ローディングエリア内の酸素濃度とを
所望濃度で一致させるステップと、前記反応チャンバー
内の酸素濃度と前記ローディングエリア内の酸素濃度と
が前記所望濃度で一致した後に、前記反応チャンバーの
内部空間と前記ローディングエリアの内部空間とを導通
させ、前記ローディングエリアから前記反応チャンバー
へ前記半導体ウェハを搬送するステップと、前記反応チ
ャンバーの内部で、前記半導体ウェハを所定の酸化温度
下で酸化ガスに晒すことにより、前記半導体ウェハを酸
化させるステップと、を含むことを特徴とするものであ
る。
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造方法で
あって、反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得
るローディングエリアに半導体ウェハをセットするステ
ップと、前記反応チャンバーの内部空間と、前記ローデ
ィングエリアの内部空間とを区分するステップと、前記
反応チャンバーの内部空間と前記ローディングエリアの
内部空間とが区分された状態で、前記反応チャンバー内
の酸素濃度と前記ローディングエリア内の酸素濃度とを
所望濃度で一致させるステップと、前記反応チャンバー
内の酸素濃度と前記ローディングエリア内の酸素濃度と
が前記所望濃度で一致した後に、前記反応チャンバーの
内部空間と前記ローディングエリアの内部空間とを導通
させ、前記ローディングエリアから前記反応チャンバー
へ前記半導体ウェハを搬送するステップと、前記反応チ
ャンバーの内部で、前記半導体ウェハを所定の酸化温度
下で酸化ガスに晒すことにより、前記半導体ウェハを酸
化させるステップと、を含むことを特徴とするものであ
る。
【００２７】請求項８記載の発明は、半導体ウェハにシ
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造方法で
あって、反応チャンバーの雰囲気に所定濃度で酸素が含
まれている状況下で、前記反応チャンバー内に半導体ウ
ェハを挿入するステップと、前記半導体ウェハが前記反
応チャンバーに挿入された後に、前記反応チャンバーの
雰囲気を窒素ガスに置換するステップと、前記反応チャ
ンバーの雰囲気が窒素ガスに置換された後に、前記半導
体ウェハの温度を酸化温度に昇温するステップと、前記
半導体ウェハの温度が酸化温度に到達した後に、前記反
応チャンバーの雰囲気を酸化ガス雰囲気に置換して、前
記半導体ウェハを酸化するステップと、を含むことを特
徴とするものである。
リコン酸化膜を形成するための半導体装置の製造方法で
あって、反応チャンバーの雰囲気に所定濃度で酸素が含
まれている状況下で、前記反応チャンバー内に半導体ウ
ェハを挿入するステップと、前記半導体ウェハが前記反
応チャンバーに挿入された後に、前記反応チャンバーの
雰囲気を窒素ガスに置換するステップと、前記反応チャ
ンバーの雰囲気が窒素ガスに置換された後に、前記半導
体ウェハの温度を酸化温度に昇温するステップと、前記
半導体ウェハの温度が酸化温度に到達した後に、前記反
応チャンバーの雰囲気を酸化ガス雰囲気に置換して、前
記半導体ウェハを酸化するステップと、を含むことを特
徴とするものである。
【００２８】請求項９記載の発明は、請求項８記載の半
導体装置の製造方法であって、前記反応チャンバーの雰
囲気を酸素を含む雰囲気から窒素ガスに置換するステッ
プは、前記反応チャンバー内から酸素を含むガスを真空
ポンプで排出するステップと、前記反応チャンバー内か
ら酸素を含むガスが所定レベルまで排出された後に、前
記反応チャンバー内に窒素を導入するステップと、を含
むことを特徴とするものである。
導体装置の製造方法であって、前記反応チャンバーの雰
囲気を酸素を含む雰囲気から窒素ガスに置換するステッ
プは、前記反応チャンバー内から酸素を含むガスを真空
ポンプで排出するステップと、前記反応チャンバー内か
ら酸素を含むガスが所定レベルまで排出された後に、前
記反応チャンバー内に窒素を導入するステップと、を含
むことを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図１および
図２を参照して、本発明の実施の形態１について説明す
る。図１は、本実施形態の製造装置である縦型バッチ式
酸化炉の構成図を示す。本実施形態の縦型バッチ式酸化
炉は、窒素ガス、酸素ガス、および水素ガスのそれぞれ
の流量を制御するガス流量制御装置１０，１２，１４を
備えている。ガス流量制御装置１０，１２，１４は外部
燃焼管１６に通じている。外部燃焼管１６の周囲には、
水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて水蒸気を発生させる
ための燃焼用ヒータ１８が設けられている。
図２を参照して、本発明の実施の形態１について説明す
る。図１は、本実施形態の製造装置である縦型バッチ式
酸化炉の構成図を示す。本実施形態の縦型バッチ式酸化
炉は、窒素ガス、酸素ガス、および水素ガスのそれぞれ
の流量を制御するガス流量制御装置１０，１２，１４を
備えている。ガス流量制御装置１０，１２，１４は外部
燃焼管１６に通じている。外部燃焼管１６の周囲には、
水素ガスと酸素ガスとを燃焼させて水蒸気を発生させる
ための燃焼用ヒータ１８が設けられている。
【００３０】外部燃焼管１６には、ガス導入管２０を介
して反応チャンバー２２が接続されている。ガス導入管
２０および反応チャンバー２２の周囲には、それらを加
熱するための加熱用ヒータ２４が設けられている。反応
チャンバー２２の下部には、ローディングエリア４０が
設けられている。ローディングエリア４０と反応チャン
バー２２とで囲まれる空間は、クリーンルームの雰囲気
に対して気密性が保たれている。
して反応チャンバー２２が接続されている。ガス導入管
２０および反応チャンバー２２の周囲には、それらを加
熱するための加熱用ヒータ２４が設けられている。反応
チャンバー２２の下部には、ローディングエリア４０が
設けられている。ローディングエリア４０と反応チャン
バー２２とで囲まれる空間は、クリーンルームの雰囲気
に対して気密性が保たれている。
【００３１】ローディングエリア４０には、ガス流量制
御装置４２，４４が接続されている。ガス流量制御装置
４２は窒素ガスの流量を制御するための装置であり、ガ
ス流量制御装置４４は酸素ガスの流量を制御するための
装置である。ローディングエリア４０の内部には、反応
チャンバー２２の内部空間をローディングエリア４０内
の雰囲気から密封するためのシャッター板２８が設けら
れている。
御装置４２，４４が接続されている。ガス流量制御装置
４２は窒素ガスの流量を制御するための装置であり、ガ
ス流量制御装置４４は酸素ガスの流量を制御するための
装置である。ローディングエリア４０の内部には、反応
チャンバー２２の内部空間をローディングエリア４０内
の雰囲気から密封するためのシャッター板２８が設けら
れている。
【００３２】また、ローディングエリア４０の内部に
は、複数の半導体ウェハ３０を保持するウェハボート３
２が設けられている。ウェハボート３２は、ボート保持
具３４によってボート昇降機３６上に固定されている。
ボート昇降機３６は、シャッター板２８が開いている状
況下で、ウェハボート３２を反応チャンバー２２内に搬
送すると共に、反応チャンバー２２の内部空間をローデ
ィングエリア４０内の雰囲気から密封することができ
る。
は、複数の半導体ウェハ３０を保持するウェハボート３
２が設けられている。ウェハボート３２は、ボート保持
具３４によってボート昇降機３６上に固定されている。
ボート昇降機３６は、シャッター板２８が開いている状
況下で、ウェハボート３２を反応チャンバー２２内に搬
送すると共に、反応チャンバー２２の内部空間をローデ
ィングエリア４０内の雰囲気から密封することができ
る。
【００３３】反応チャンバー２２には、排気通路通路４
６が接続されている。排気通路４６は、バルブ４８を介
して大気に連通していると共に、バルブ５０および真空
ポンプ５２を介して大気に連通している。以下、バルブ
４８を含む通路を「通常排気通路５４」と称し、また、
バルブ５０および真空ポンプ５２を含む通路を「真空排
気通路５６」と称す。
６が接続されている。排気通路４６は、バルブ４８を介
して大気に連通していると共に、バルブ５０および真空
ポンプ５２を介して大気に連通している。以下、バルブ
４８を含む通路を「通常排気通路５４」と称し、また、
バルブ５０および真空ポンプ５２を含む通路を「真空排
気通路５６」と称す。
【００３４】ローディングエリア４０には、排気通路通
路５８が接続されている。排気通路５８は、バルブ６０
を介して大気に連通していると共に、バルブ６２および
真空ポンプ６４を介して大気に連通している。以下、バ
ルブ６０を含む通路を「通常排気通路６６」と称し、ま
た、バルブ６２および真空ポンプ６４を含む通路を「真
空排気通路６８」と称す。
路５８が接続されている。排気通路５８は、バルブ６０
を介して大気に連通していると共に、バルブ６２および
真空ポンプ６４を介して大気に連通している。以下、バ
ルブ６０を含む通路を「通常排気通路６６」と称し、ま
た、バルブ６２および真空ポンプ６４を含む通路を「真
空排気通路６８」と称す。
【００３５】本実施形態の縦型バッチ式酸化炉は、更
に、気圧センサ７０および酸素濃度センサ７２を備えて
いる。気圧センサ７０は、排気通路４６を介して反応チ
ャンバ２２内の気圧を測定することができる。また、酸
素濃度センサ７２は、バルブ７４および排気通路４６を
介して反応チャンバー２２内の酸素濃度を測定すること
ができると共に、バルブ７６を介してローディングエリ
ア４０内の酸素濃度を測定することができる。
に、気圧センサ７０および酸素濃度センサ７２を備えて
いる。気圧センサ７０は、排気通路４６を介して反応チ
ャンバ２２内の気圧を測定することができる。また、酸
素濃度センサ７２は、バルブ７４および排気通路４６を
介して反応チャンバー２２内の酸素濃度を測定すること
ができると共に、バルブ７６を介してローディングエリ
ア４０内の酸素濃度を測定することができる。
【００３６】以下、図２を参照して、本実施形態の縦型
バッチ式酸化炉の動作について説明する。図２は、本実
施形態の縦型バッチ式酸化炉が、ポリオキサイド膜を形
成するために実行する一連の処理のフローチャートであ
る。
バッチ式酸化炉の動作について説明する。図２は、本実
施形態の縦型バッチ式酸化炉が、ポリオキサイド膜を形
成するために実行する一連の処理のフローチャートであ
る。
【００３７】本実施形態においては、先ず、反応チャン
バー２２内の酸素濃度と、ローディングエリア４０内の
酸素濃度とが、共に所望の濃度に調整される（Ｓ１２
０）。より具体的には、本ステップでは、バルブ７４，
７６を適当に切り替えながら、反応チャンバー２２内の
酸素濃度とローディングエリア４０内の酸素濃度とがそ
れぞれ別個に監視される。そして、両者の酸素濃度が共
に所望濃度となるように、通常排気通路５４，６６を開
放した状態で、ガス流量制御装置１０，１２，４２，４
４から、酸素と窒素の混合ガス若しくは酸素ガスが供給
される。酸素濃度の調整工程は、両者の酸素濃度が所望
濃度で一致するまで継続される。
バー２２内の酸素濃度と、ローディングエリア４０内の
酸素濃度とが、共に所望の濃度に調整される（Ｓ１２
０）。より具体的には、本ステップでは、バルブ７４，
７６を適当に切り替えながら、反応チャンバー２２内の
酸素濃度とローディングエリア４０内の酸素濃度とがそ
れぞれ別個に監視される。そして、両者の酸素濃度が共
に所望濃度となるように、通常排気通路５４，６６を開
放した状態で、ガス流量制御装置１０，１２，４２，４
４から、酸素と窒素の混合ガス若しくは酸素ガスが供給
される。酸素濃度の調整工程は、両者の酸素濃度が所望
濃度で一致するまで継続される。
【００３８】反応チャンバー２２内の酸素濃度と、ロー
ディングエリア４０内の酸素濃度とが所望濃度で一致す
ると、ボート昇降機３６によって、ウェハボート３２に
保持されている半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２
内に挿入される（Ｓ１２２）。反応チャンバー２２は、
この際、加熱用ヒータ２４によって７００℃程度に加熱
されている。また、半導体ウェハ３０の挿入過程におい
て、反応チャンバー２２およびローディングエリア４０
へのガスの供給、すなわち、上述した酸素と窒素の混合
ガス若しくは酸素ガスの供給は継続して行われる。
ディングエリア４０内の酸素濃度とが所望濃度で一致す
ると、ボート昇降機３６によって、ウェハボート３２に
保持されている半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２
内に挿入される（Ｓ１２２）。反応チャンバー２２は、
この際、加熱用ヒータ２４によって７００℃程度に加熱
されている。また、半導体ウェハ３０の挿入過程におい
て、反応チャンバー２２およびローディングエリア４０
へのガスの供給、すなわち、上述した酸素と窒素の混合
ガス若しくは酸素ガスの供給は継続して行われる。
【００３９】半導体ウェハ３０が、酸素を含む７００℃
程度の高温雰囲気に晒されると、その表面に付着してい
る有機物等が酸化により除去される。特に、本実施形態
の装置では、反応チャンバー２２内の酸素濃度とローデ
ィングエリア４０内の酸素濃度とが一致した後に半導体
ウェハ３０の挿入が開始されるため、半導体ウェハ３０
の挿入過程において、反応チャンバー２２内の酸素濃度
を、その全域において精度良く一様とすることができ
る。このため、本実施形態の装置によれば、半導体ウェ
ハ３０の挿入過程で、その表面に均一に酸化処理を施す
ことができる。
程度の高温雰囲気に晒されると、その表面に付着してい
る有機物等が酸化により除去される。特に、本実施形態
の装置では、反応チャンバー２２内の酸素濃度とローデ
ィングエリア４０内の酸素濃度とが一致した後に半導体
ウェハ３０の挿入が開始されるため、半導体ウェハ３０
の挿入過程において、反応チャンバー２２内の酸素濃度
を、その全域において精度良く一様とすることができ
る。このため、本実施形態の装置によれば、半導体ウェ
ハ３０の挿入過程で、その表面に均一に酸化処理を施す
ことができる。
【００４０】半導体ウェハ３０が反応チャンバー２２に
挿入された後、所定期間は、ウェハ温度を安定させるた
め、そのままの状態（反応チャンバ２２内に上記のガス
が導入される状態）が維持される（Ｓ１２４）。
挿入された後、所定期間は、ウェハ温度を安定させるた
め、そのままの状態（反応チャンバ２２内に上記のガス
が導入される状態）が維持される（Ｓ１２４）。
【００４１】半導体ウェハ３０の温度が安定した後、反
応チャンバー２２内の雰囲気が窒素に置換される（Ｓ１
２６）。具体的には、本ステップでは、先ず、反応チャ
ンバー２２へのガスの供給が停止される。次いで、バル
ブ４８の閉弁、バルブ５０の開弁、および真空ポンプ５
２の始動が行われる。反応チャンバー２２内に残存する
酸素を含むガスが真空排気通路５６から排出されると、
真空ポンプ５２が停止され、バルブ５０が閉弁され、更
に反応チャンバー２２への窒素ガスの供給が開始され
る。以後、反応チャンバー２２内の気圧が大気圧となる
まで窒素ガスの供給が継続される。
応チャンバー２２内の雰囲気が窒素に置換される（Ｓ１
２６）。具体的には、本ステップでは、先ず、反応チャ
ンバー２２へのガスの供給が停止される。次いで、バル
ブ４８の閉弁、バルブ５０の開弁、および真空ポンプ５
２の始動が行われる。反応チャンバー２２内に残存する
酸素を含むガスが真空排気通路５６から排出されると、
真空ポンプ５２が停止され、バルブ５０が閉弁され、更
に反応チャンバー２２への窒素ガスの供給が開始され
る。以後、反応チャンバー２２内の気圧が大気圧となる
まで窒素ガスの供給が継続される。
【００４２】反応チャンバー２２の雰囲気が窒素に置換
された後、加熱用ヒータ２４によりウェハ温度が酸化温
度まで、具体的には９００℃程度まで昇温される（Ｓ１
２８）。半導体ウェハ３０の酸化は窒素雰囲気中では進
行しない。このため、上記の処理によれば、半導体ウェ
ハ３０の表面酸化量を増加させることなく、その温度の
みを酸化温度に昇温することができる。
された後、加熱用ヒータ２４によりウェハ温度が酸化温
度まで、具体的には９００℃程度まで昇温される（Ｓ１
２８）。半導体ウェハ３０の酸化は窒素雰囲気中では進
行しない。このため、上記の処理によれば、半導体ウェ
ハ３０の表面酸化量を増加させることなく、その温度の
みを酸化温度に昇温することができる。
【００４３】ウェハ温度が酸化温度に達すると、反応チ
ャンバー２２内の雰囲気が、窒素雰囲気から酸化ガスの
雰囲気、すなわち、酸素と窒素との混合ガスの雰囲気に
置換される（Ｓ１３０）。本ステップでは、先ず、反応
チャンバー２２への窒素ガスの供給が停止された状態
で、その内部に残存する窒素が真空排気通路５６により
排出される。真空排気通路５６による真空引きが終了す
ると、バルブ５０が閉弁されると共に、反応チャンバー
２２への酸化ガスおよび窒素ガスの供給が開始される。
以後、反応チャンバー２２内の気圧が大気圧となるまで
その状態が継続される。
ャンバー２２内の雰囲気が、窒素雰囲気から酸化ガスの
雰囲気、すなわち、酸素と窒素との混合ガスの雰囲気に
置換される（Ｓ１３０）。本ステップでは、先ず、反応
チャンバー２２への窒素ガスの供給が停止された状態
で、その内部に残存する窒素が真空排気通路５６により
排出される。真空排気通路５６による真空引きが終了す
ると、バルブ５０が閉弁されると共に、反応チャンバー
２２への酸化ガスおよび窒素ガスの供給が開始される。
以後、反応チャンバー２２内の気圧が大気圧となるまで
その状態が継続される。
【００４４】反応チャンバー２２内の気圧が大気圧とな
ると、バルブ４８が開弁状態とされ、引き続き酸化ガス
の供給が継続される。その結果、半導体ウェハ３０の酸
化が進行する（Ｓ１３２）。この際、酸化ガスは、ガス
流量制御装置１０，１２によって一定流量に制御され
る。所望の酸化量を得るために必要な酸化時間が経過す
ると、上記の酸化処理が終了される。
ると、バルブ４８が開弁状態とされ、引き続き酸化ガス
の供給が継続される。その結果、半導体ウェハ３０の酸
化が進行する（Ｓ１３２）。この際、酸化ガスは、ガス
流量制御装置１０，１２によって一定流量に制御され
る。所望の酸化量を得るために必要な酸化時間が経過す
ると、上記の酸化処理が終了される。
【００４５】酸化処理が終了すると、反応チャンバー２
２内の雰囲気が再び窒素に置換されると共に、ローディ
ングエリア４０内の雰囲気が窒素に置換される（Ｓ１３
４）。それらの置換処理は、上記Ｓ１２６の処理と同様
に、真空引きを伴う手順で行われる。すなわち、本ステ
ップでは、先ず、反応チャンバー２２内の酸化ガス、お
よびローディングエリア４０内の混合ガスが排出される
まで、それぞれ真空排気通路５６，６８による真空引き
が行われる。そして、それらの真空引きが終了すると、
バルブ５０，６２が閉弁されると共に、反応チャンバー
２２およびローディングエリア４０への窒素ガスの供給
が開始される。以後、反応チャンバー２２およびローデ
ィングエリア４０の気圧が大気圧となるように、それら
に対して窒素ガスが供給される。
２内の雰囲気が再び窒素に置換されると共に、ローディ
ングエリア４０内の雰囲気が窒素に置換される（Ｓ１３
４）。それらの置換処理は、上記Ｓ１２６の処理と同様
に、真空引きを伴う手順で行われる。すなわち、本ステ
ップでは、先ず、反応チャンバー２２内の酸化ガス、お
よびローディングエリア４０内の混合ガスが排出される
まで、それぞれ真空排気通路５６，６８による真空引き
が行われる。そして、それらの真空引きが終了すると、
バルブ５０，６２が閉弁されると共に、反応チャンバー
２２およびローディングエリア４０への窒素ガスの供給
が開始される。以後、反応チャンバー２２およびローデ
ィングエリア４０の気圧が大気圧となるように、それら
に対して窒素ガスが供給される。
【００４６】上記の置換処理が終了した後、半導体ウェ
ハ３０の温度、すなわち反応チャンバー２２の温度が所
定温度に降下するまで、半導体ウェハ３０が反応チャン
バー２２内に保持される（Ｓ１３６）。
ハ３０の温度、すなわち反応チャンバー２２の温度が所
定温度に降下するまで、半導体ウェハ３０が反応チャン
バー２２内に保持される（Ｓ１３６）。
【００４７】半導体ウェハ３０の温度が所定温度に降下
したら、反応チャンバー２２内の半導体ウェハ３０がロ
ーディングエリア４０に引き出される（Ｓ１３８）。以
後、半導体ウェハ３０は、その温度が十分に降下した後
にローディングエリア４０から搬出される。
したら、反応チャンバー２２内の半導体ウェハ３０がロ
ーディングエリア４０に引き出される（Ｓ１３８）。以
後、半導体ウェハ３０は、その温度が十分に降下した後
にローディングエリア４０から搬出される。
【００４８】上述の如く、本実施形態の装置によれば、
反応チャンバー２２内の酸素濃度を精度良く一様に制御
しつつその内部に半導体ウェハ３０を挿入することがで
きるため、その挿入過程において、半導体ウェハ３０の
表面に均一な酸化処理を施すことができる。このため、
本実施形態の装置によれば、半導体ウェハ３０の表面
に、均一性に優れたポリオキサイド膜を形成することが
できる。
反応チャンバー２２内の酸素濃度を精度良く一様に制御
しつつその内部に半導体ウェハ３０を挿入することがで
きるため、その挿入過程において、半導体ウェハ３０の
表面に均一な酸化処理を施すことができる。このため、
本実施形態の装置によれば、半導体ウェハ３０の表面
に、均一性に優れたポリオキサイド膜を形成することが
できる。
【００４９】また、上述の如く、本実施形態の装置によ
れば、反応チャンバー２２に挿入された半導体ウェハ３
０が酸化温度に昇温される過程で、ウェハ表面の酸化が
進行するのを確実に防止することができる。つまり、本
実施形態の手順によれば、半導体ウェハ３０の温度が酸
化温度に昇温した後に実行される酸化工程の時間を制御
することで、ポリオキサイド膜の膜厚を精度良く管理す
ることができる。このため、本実施形態の装置によれ
ば、従来の装置では形成が困難な薄い酸化膜を精度良く
形成することができる。
れば、反応チャンバー２２に挿入された半導体ウェハ３
０が酸化温度に昇温される過程で、ウェハ表面の酸化が
進行するのを確実に防止することができる。つまり、本
実施形態の手順によれば、半導体ウェハ３０の温度が酸
化温度に昇温した後に実行される酸化工程の時間を制御
することで、ポリオキサイド膜の膜厚を精度良く管理す
ることができる。このため、本実施形態の装置によれ
ば、従来の装置では形成が困難な薄い酸化膜を精度良く
形成することができる。
【００５０】本実施形態の装置は、反応チャンバー２２
内の雰囲気を窒素雰囲気から酸素を含む雰囲気に、また
は、酸素を含む雰囲気から窒素雰囲気に置換すること
で、高精度な酸化量管理を可能としている。本実施形態
において、それらの置換は、真空ポンプ５２，６４を用
いた真空引きを利用することで、短時間で完了させるこ
とができる。このような方法によれば、反応チャンバー
２２内で酸素濃度が変化する過渡時間を短くすることが
でき、酸化速度や有機物除去能力の反応チャンバー内ウ
ェハ位置依存性を無くすことができる。
内の雰囲気を窒素雰囲気から酸素を含む雰囲気に、また
は、酸素を含む雰囲気から窒素雰囲気に置換すること
で、高精度な酸化量管理を可能としている。本実施形態
において、それらの置換は、真空ポンプ５２，６４を用
いた真空引きを利用することで、短時間で完了させるこ
とができる。このような方法によれば、反応チャンバー
２２内で酸素濃度が変化する過渡時間を短くすることが
でき、酸化速度や有機物除去能力の反応チャンバー内ウ
ェハ位置依存性を無くすことができる。
【００５１】ところで、上記の実施形態においては、窒
素と酸素の混合ガスが酸化ガスとして用いられている
が、酸化ガスはこれに限定されるものではない。例え
ば、水素と酸素との反応により生じる水蒸気を、ヘリウ
ムで希釈したガスを酸化ガスとしてもよい。酸化ガスと
してこのようなガスが用いられる場合にも、実施の形態
１の場合と同様の効果を得ることができる。
素と酸素の混合ガスが酸化ガスとして用いられている
が、酸化ガスはこれに限定されるものではない。例え
ば、水素と酸素との反応により生じる水蒸気を、ヘリウ
ムで希釈したガスを酸化ガスとしてもよい。酸化ガスと
してこのようなガスが用いられる場合にも、実施の形態
１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５２】また、上記の実施形態は、多結晶シリコン
膜の表面を酸化してポリオキサイド膜を形成する場合に
限定されているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。すなわち、本発明は、単結晶シリコン膜の表面を
酸化して酸化膜を形成する場合にも適用が可能である。
酸化処理の対象が単結晶シリコン膜である場合にも、実
施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
膜の表面を酸化してポリオキサイド膜を形成する場合に
限定されているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。すなわち、本発明は、単結晶シリコン膜の表面を
酸化して酸化膜を形成する場合にも適用が可能である。
酸化処理の対象が単結晶シリコン膜である場合にも、実
施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】尚、上記の実施形態においては、シャッタ
ー板２８およびボート昇降機３６が前記請求項１または
６記載の「区分部材」に、ボート昇降機３６が前記請求
項１または６記載の「搬送装置」に、ガス流量制御装置
１２が前記請求項１または６記載の「第１ガス流量制御
装置」に、ガス流量制御装置４４が前記請求項１または
６記載の「第２ガス流量制御装置」に、それぞれ相当し
ている。また、上記Ｓ１２０およびＳ１２２の処理が実
行されることにより、前記請求項１、２または６記載の
「制御装置」が実現されている。
ー板２８およびボート昇降機３６が前記請求項１または
６記載の「区分部材」に、ボート昇降機３６が前記請求
項１または６記載の「搬送装置」に、ガス流量制御装置
１２が前記請求項１または６記載の「第１ガス流量制御
装置」に、ガス流量制御装置４４が前記請求項１または
６記載の「第２ガス流量制御装置」に、それぞれ相当し
ている。また、上記Ｓ１２０およびＳ１２２の処理が実
行されることにより、前記請求項１、２または６記載の
「制御装置」が実現されている。
【００５４】更に、上記の実施形態においては、ボート
昇降機３６が前記請求項４記載の「搬送装置」に、ガス
流量制御装置１０，１２が前記請求項４記載の「第３ガ
ス流量制御装置」に、ガス流量制御装置１０が前記請求
項４記載の「第４ガス流量制御装置」に、それぞれ相当
している。また、上記Ｓ１２６およびＳ１２８の処理が
実行されることにより、前記請求項４または５記載の
「制御装置」が実現されて
昇降機３６が前記請求項４記載の「搬送装置」に、ガス
流量制御装置１０，１２が前記請求項４記載の「第３ガ
ス流量制御装置」に、ガス流量制御装置１０が前記請求
項４記載の「第４ガス流量制御装置」に、それぞれ相当
している。また、上記Ｓ１２６およびＳ１２８の処理が
実行されることにより、前記請求項４または５記載の
「制御装置」が実現されて
【００５５】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１
記載の発明によれば、反応チャンバーの酸素濃度と、ロ
ーディングエリアの酸素濃度とを共に制御良く制御する
ことができる。そして、両者の酸素濃度がそれぞれ精度
良く制御された状況下で、ローディングエリアから反応
チャンバーへ半導体ウェハを搬送することができる。こ
の場合、半導体ウェハの挿入過程における反応チャンバ
ー内の酸素濃度が精度良く管理できるため、その挿入過
程で生ずる酸化量を精度良く管理することができる。こ
のため、本発明によれば、半導体ウェハの表面に、均一
性に優れた高品質の酸化膜を形成することができる。
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項１
記載の発明によれば、反応チャンバーの酸素濃度と、ロ
ーディングエリアの酸素濃度とを共に制御良く制御する
ことができる。そして、両者の酸素濃度がそれぞれ精度
良く制御された状況下で、ローディングエリアから反応
チャンバーへ半導体ウェハを搬送することができる。こ
の場合、半導体ウェハの挿入過程における反応チャンバ
ー内の酸素濃度が精度良く管理できるため、その挿入過
程で生ずる酸化量を精度良く管理することができる。こ
のため、本発明によれば、半導体ウェハの表面に、均一
性に優れた高品質の酸化膜を形成することができる。
【００５６】請求項２または７記載の発明によれば、反
応チャンバー内の酸素濃度とローディングエリア内の酸
素濃度とが一致した後に、ローディングエリアから反応
チャンバーへ半導体ウェハを挿入することができる。こ
の場合、半導体ウェハの挿入過程で反応チャンバー内の
酸素濃度に変化が生じないため、その過程で生ずる酸化
量をウェハ全面において均一化することができる。従っ
て、本発明によれば、極めて均一性の良い酸化膜を形成
することができる。
応チャンバー内の酸素濃度とローディングエリア内の酸
素濃度とが一致した後に、ローディングエリアから反応
チャンバーへ半導体ウェハを挿入することができる。こ
の場合、半導体ウェハの挿入過程で反応チャンバー内の
酸素濃度に変化が生じないため、その過程で生ずる酸化
量をウェハ全面において均一化することができる。従っ
て、本発明によれば、極めて均一性の良い酸化膜を形成
することができる。
【００５７】請求項３記載の発明によれば、既に高温に
加熱されている反応チャンバー内にローディングエリア
から半導体ウェハを挿入することができる。従って、本
発明によれば、その挿入過程で半導体ウェハの全面に均
一な酸化処理を施すことができ、ウェハ表面に付着して
いる有機物等を、その位置に関わらず適正に除去するこ
とができる。このため、本発明によれば、半導体ウェハ
の全面に均一性の良い酸化膜を形成することができる。
加熱されている反応チャンバー内にローディングエリア
から半導体ウェハを挿入することができる。従って、本
発明によれば、その挿入過程で半導体ウェハの全面に均
一な酸化処理を施すことができ、ウェハ表面に付着して
いる有機物等を、その位置に関わらず適正に除去するこ
とができる。このため、本発明によれば、半導体ウェハ
の全面に均一性の良い酸化膜を形成することができる。
【００５８】請求項４または８記載の発明によれば、半
導体ウェハが酸素を含む反応チャンバーに挿入されるた
め、その挿入の過程で、ウェハ表面に付着している有機
物等を酸化により除去することができる。また、本発明
では、半導体ウェハが窒素雰囲気中で酸化温度に昇温さ
れるため、その昇温の過程で酸化が進行するのを確実に
防止することができる。このため、本発明によれば、酸
化膜の膜厚管理を極めて高精度に行うことが可能とな
り、極めて薄い酸化膜を形成することが可能となる。
導体ウェハが酸素を含む反応チャンバーに挿入されるた
め、その挿入の過程で、ウェハ表面に付着している有機
物等を酸化により除去することができる。また、本発明
では、半導体ウェハが窒素雰囲気中で酸化温度に昇温さ
れるため、その昇温の過程で酸化が進行するのを確実に
防止することができる。このため、本発明によれば、酸
化膜の膜厚管理を極めて高精度に行うことが可能とな
り、極めて薄い酸化膜を形成することが可能となる。
【００５９】請求項５または９記載の発明によれば、反
応チャンバー内の雰囲気を置換する際に、反応チャンバ
ー内のガスが一旦真空引きされた後に、所望のガスがそ
の内部に供給される。この場合、酸素濃度が変化する過
渡時間を短くすることができ、その結果、酸化速度や有
機物除去能力の反応チャンバー内ウェハ位置依存性を無
くすことができる。
応チャンバー内の雰囲気を置換する際に、反応チャンバ
ー内のガスが一旦真空引きされた後に、所望のガスがそ
の内部に供給される。この場合、酸素濃度が変化する過
渡時間を短くすることができ、その結果、酸化速度や有
機物除去能力の反応チャンバー内ウェハ位置依存性を無
くすことができる。
【００６０】請求項６記載の発明によれば、半導体ウェ
ハの挿入過程でその全面に均一な酸化処理を施すことが
できると共に、半導体ウェハの昇温過程における酸化の
進行を確実に阻止することができる。このため、本発明
によれば、半導体ウェハの全面に、優れた均一性を有す
る極めて薄い酸化膜を形成することができる。
ハの挿入過程でその全面に均一な酸化処理を施すことが
できると共に、半導体ウェハの昇温過程における酸化の
進行を確実に阻止することができる。このため、本発明
によれば、半導体ウェハの全面に、優れた均一性を有す
る極めて薄い酸化膜を形成することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１の製造装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】 図１に示す装置が酸化膜を形成する際に実行
する一連の処理のフローチャートである。
する一連の処理のフローチャートである。
【図３】 従来の製造装置の構成図である。
【図４】 図３に示す装置が酸化膜を形成する際に実行
する一連の処理のフローチャートである。
する一連の処理のフローチャートである。
１０，１２，１４，４２，４４ ガス流量制御装置、
１６ 外部燃焼管、１８ 燃焼用ヒータ、 ２２
反応チャンバー、 ２４ 加熱用ヒータ、 ２８
シャッター板、 ３０ 半導体ウェハ、 ３２ ウ
ェハボート、 ３６ ボート昇降機、 ４０ ロー
ディングエリア、 ４８，５０，６０，６２，７４，
７６ バルブ、 ５２，６４ 真空ポンプ、 ７２
酸素濃度センサ、 ７６ 気圧センサ。
１６ 外部燃焼管、１８ 燃焼用ヒータ、 ２２
反応チャンバー、 ２４ 加熱用ヒータ、 ２８
シャッター板、 ３０ 半導体ウェハ、 ３２ ウ
ェハボート、 ３６ ボート昇降機、 ４０ ロー
ディングエリア、 ４８，５０，６０，６２，７４，
７６ バルブ、 ５２，６４ 真空ポンプ、 ７２
酸素濃度センサ、 ７６ 気圧センサ。
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成す
るための半導体装置の製造装置であって、 半導体ウェハを、所定の酸化温度下で酸化ガスに晒すた
めの反応チャンバーと、 前記反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得るロ
ーディングエリアと、 前記反応チャンバーの内部空間と、前記ローディングエ
リアの内部空間とを区分する区分部材と、 半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部と前記ロー
ディングエリアの内部との間で搬送する搬送装置と、 前記反応チャンバーに流入する酸素の流量を制御する第
１ガス流量制御装置と、 前記ローディングエリアに流入する酸素の流量を制御す
る第２ガス流量制御装置と、 前記反応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディングエ
リアの酸素濃度とを別個に測定可能な酸素濃度センサ
と、 半導体ウェハを前記ローディングエリアから前記反応チ
ャンバーに挿入する時期を、前記反応チャンバーの酸素
濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度とに基づい
て決定する制御装置と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項２】 前記制御装置は、前記反応チャンバーの
酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸素濃度とが所
望濃度で一致した後に、半導体ウェハを前記ローディン
グエリアから前記反応チャンバーに挿入させることを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項３】 半導体ウェハが前記ローディングエリア
から前記反応チャンバーに挿入される際に、前記反応チ
ャンバは、室温に対して十分に高い温度に加熱されてい
ることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造装
置。 - 【請求項４】 半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成す
るための半導体装置の製造装置であって、 半導体ウェハを、所定の酸化温度下で酸化ガスに晒すた
めの反応チャンバーと、 前記反応チャンバーを加熱する加熱用ヒータと、 半導体ウェハを、前記反応チャンバーの内部に挿入する
搬送装置と、 前記反応チャンバーに酸素を含むガスを供給する第３ガ
ス流量制御装置と、 前記反応チャンバーに窒素を供給する第４ガス流量制御
装置と、 前記反応チャンバーに酸素を含むガスが充填されている
状況下で半導体ウェハを前記反応チャンバー内に挿入さ
せると共に、前記反応チャンバー内の雰囲気を酸素を含
むガスから窒素ガスに置換した後に、前記反応チャンバ
ーを所定の酸化温度に昇温させる制御装置と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項５】 前記反応チャンバー内のガスを排出する
ための真空ポンプを備えると共に、 前記制御装置は、前記反応チャンバー内の雰囲気を置換
する際に、前記反応チャンバーに対するガスの供給が停
止された状態で、前記反応チャンバーの内部から前記真
空ポンプにより酸素を含むガスを排出させ、次いでその
内部に窒素を供給させることを特徴とする請求項４記載
の半導体装置の製造装置。 - 【請求項６】 前記反応チャンバーと共に密封した空間
を形成し得るローディングエリアと、 前記反応チャンバーの内部空間と、前記ローディングエ
リアの内部空間とを区分する区分部材と、 前記反応チャンバーに流入する酸素の流量を制御する第
１ガス流量制御装置と、 前記ローディングエリアに流入する酸素の流量を制御す
る第２ガス流量制御装置と、 前記反応チャンバーの酸素濃度と、前記ローディングエ
リアの酸素濃度とを別個に測定可能な酸素濃度センサと
を備え、 前記搬送装置は、半導体ウェハを、前記反応チャンバー
の内部と前記ローディングエリアの内部との間で搬送
し、 前記制御装置は、半導体ウェハを前記ローディングエリ
アから前記反応チャンバーに挿入する時期を、前記反応
チャンバーの酸素濃度と、前記ローディングエリアの酸
素濃度とに基づいて決定することを特徴とする請求項５
記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項７】 半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成す
るための半導体装置の製造方法であって、 反応チャンバーと共に密封した空間を形成し得るローデ
ィングエリアに半導体ウェハをセットするステップと、 前記反応チャンバーの内部空間と、前記ローディングエ
リアの内部空間とを区分するステップと、 前記反応チャンバーの内部空間と前記ローディングエリ
アの内部空間とが区分された状態で、前記反応チャンバ
ー内の酸素濃度と前記ローディングエリア内の酸素濃度
とを所望濃度で一致させるステップと、 前記反応チャンバー内の酸素濃度と前記ローディングエ
リア内の酸素濃度とが前記所望濃度で一致した後に、前
記反応チャンバーの内部空間と前記ローディングエリア
の内部空間とを導通させ、前記ローディングエリアから
前記反応チャンバーへ前記半導体ウェハを搬送するステ
ップと、 前記反応チャンバーの内部で、前記半導体ウェハを所定
の酸化温度下で酸化ガスに晒すことにより、前記半導体
ウェハを酸化させるステップと、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 半導体ウェハにシリコン酸化膜を形成す
るための半導体装置の製造方法であって、 反応チャンバーの雰囲気に所定濃度で酸素が含まれてい
る状況下で、前記反応チャンバー内に半導体ウェハを挿
入するステップと、 前記半導体ウェハが前記反応チャンバーに挿入された後
に、前記反応チャンバーの雰囲気を窒素ガスに置換する
ステップと、 前記反応チャンバーの雰囲気が窒素ガスに置換された後
に、前記半導体ウェハの温度を酸化温度に昇温するステ
ップと、 前記半導体ウェハの温度が酸化温度に到達した後に、前
記反応チャンバーの雰囲気を酸化ガス雰囲気に置換し
て、前記半導体ウェハを酸化するステップと、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記反応チャンバーの雰囲気を酸素を含
む雰囲気から窒素ガスに置換するステップは、 前記反応チャンバー内から酸素を含むガスを真空ポンプ
で排出するステップと、 前記反応チャンバー内から酸素を含むガスが所定レベル
まで排出された後に、前記反応チャンバー内に窒素を導
入するステップと、 を含むことを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190900A JP2001023978A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
| US09/453,548 US6287984B1 (en) | 1999-07-05 | 1999-12-03 | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| DE60001521T DE60001521T2 (de) | 1999-07-05 | 2000-05-04 | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen |
| EP00109512A EP1069597B1 (en) | 1999-07-05 | 2000-05-04 | Apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| KR10-2000-0026940A KR100372076B1 (ko) | 1999-07-05 | 2000-05-19 | 반도체 디바이스의 제조 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190900A JP2001023978A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001023978A true JP2001023978A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16265597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11190900A Withdrawn JP2001023978A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6287984B1 (ja) |
| EP (1) | EP1069597B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001023978A (ja) |
| KR (1) | KR100372076B1 (ja) |
| DE (1) | DE60001521T2 (ja) |
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| JP2006114629A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | アニールウェーハの製造方法及びアニールウェーハ |
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| KR100446318B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2004-09-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 챔버 세정기를 구비한 증착장치 및 그를 이용한 챔버 세정방법 |
| KR100467821B1 (ko) * | 2002-02-05 | 2005-01-24 | 주식회사 세미라인 | 반도체 및 엘씨디（ｌｃｄ） 생산 설비용 핫 질소공급장치 |
| KR20040094728A (ko) * | 2002-02-25 | 2004-11-10 | 가부시키가이샤 휴텍크 화네스 | 열처리장치 및 열처리방법 |
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| US8381760B2 (en) | 2008-07-14 | 2013-02-26 | Emerson Electric Co. | Stepper motor valve and method of control |
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| JP7048885B2 (ja) * | 2018-03-15 | 2022-04-06 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Ｅｆｅｍ |
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| KR0147387B1 (ko) | 1990-09-25 | 1998-11-02 | 이노우에 다케시 | 종형 열처리 장치 |
| JPH0795528B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1995-10-11 | 国際電気株式会社 | 縦型拡散ｃｖｄ装置のロードロック室ガスコントロール装置 |
| JP3242417B2 (ja) * | 1991-04-03 | 2001-12-25 | 東京エレクトロン株式会社 | チャンバのインターロック機構 |
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| JP3186262B2 (ja) | 1992-10-14 | 2001-07-11 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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- 1999-07-05 JP JP11190900A patent/JP2001023978A/ja not_active Withdrawn
- 1999-12-03 US US09/453,548 patent/US6287984B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-04 DE DE60001521T patent/DE60001521T2/de not_active Expired - Fee Related
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