JPH11162977A - シリコン酸化膜の形成方法 - Google Patents
シリコン酸化膜の形成方法Info
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- JPH11162977A JPH11162977A JP34368397A JP34368397A JPH11162977A JP H11162977 A JPH11162977 A JP H11162977A JP 34368397 A JP34368397 A JP 34368397A JP 34368397 A JP34368397 A JP 34368397A JP H11162977 A JPH11162977 A JP H11162977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、清浄度の高い酸化雰囲気により、
また、酸化処理後、熱処理を施すことにより、酸化膜の
改質を行い、信頼性の高いシリコン酸化膜を形成するこ
とを目的とする。 【解決手段】 本発明のシリコン酸化膜の形成方法は、
酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生させ、高
温に保持されたシリコンに接触させることにより、シリ
コンの酸化膜を形成することを特徴とする。また本発明
のシリコン酸化膜の形成方法は、酸素及び水素から、触
媒作用により水分を発生させ、希釈ガスを添加し、高温
に保持されたシリコンに接触させることにより、シリコ
ンの酸化膜を形成することを特徴とする。本発明の搬送
方法は、上述のシリコン酸化膜の形成後に、不純物であ
る水分が１００ｐｐｂ以下でありハイドロカーボンが１
００ｐｐｂ以下のクリーン窒素またはクリーン窒素／酸
素雰囲気で次行程の処理室へ搬送することを特徴とす
る。
また、酸化処理後、熱処理を施すことにより、酸化膜の
改質を行い、信頼性の高いシリコン酸化膜を形成するこ
とを目的とする。 【解決手段】 本発明のシリコン酸化膜の形成方法は、
酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生させ、高
温に保持されたシリコンに接触させることにより、シリ
コンの酸化膜を形成することを特徴とする。また本発明
のシリコン酸化膜の形成方法は、酸素及び水素から、触
媒作用により水分を発生させ、希釈ガスを添加し、高温
に保持されたシリコンに接触させることにより、シリコ
ンの酸化膜を形成することを特徴とする。本発明の搬送
方法は、上述のシリコン酸化膜の形成後に、不純物であ
る水分が１００ｐｐｂ以下でありハイドロカーボンが１
００ｐｐｂ以下のクリーン窒素またはクリーン窒素／酸
素雰囲気で次行程の処理室へ搬送することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造におけるシ
リコンの酸化において、信頼性の高い酸化膜を形成する
技術にかかる。
リコンの酸化において、信頼性の高い酸化膜を形成する
技術にかかる。
【０００２】
【発明の背景】半導体製造において、現在、ＭＰＵ等の
高速化のためにデバイスサイズの微細化が進んでいる。
微細化に伴い、ゲート酸化膜厚も薄膜化し、信頼性の高
い極薄ゲート酸化膜が求められている。
高速化のためにデバイスサイズの微細化が進んでいる。
微細化に伴い、ゲート酸化膜厚も薄膜化し、信頼性の高
い極薄ゲート酸化膜が求められている。
【０００３】特にフラッシュメモリーに対しては、ゲー
ト酸化膜に高電界を加え、トンネル電流を流し情報の書
き込み消去を行っている。そのため、高電解でも劣化し
ない信頼性の高い酸化膜を形成する技術を確立すること
が重要である。
ト酸化膜に高電界を加え、トンネル電流を流し情報の書
き込み消去を行っている。そのため、高電解でも劣化し
ない信頼性の高い酸化膜を形成する技術を確立すること
が重要である。
【０００４】従来、酸化膜の形成には、パイロジェニッ
ク方式の酸化膜形成技術が導入されている。パイロジェ
ニック方式は、過剰の酸素雰囲気中に水素を導入し、導
入口で着火させ、水分を発生させるといった方式であ
り、この方式では、水分濃度の柔軟性がなく、水分発生
時の温度が高温のため、シリコン基板面内の温度を均一
に保持することが困難であり、着火点の材料の溶出によ
る酸化雰囲気の劣化などの問題により、信頼性の高い酸
化膜を得ることが困難であった。
ク方式の酸化膜形成技術が導入されている。パイロジェ
ニック方式は、過剰の酸素雰囲気中に水素を導入し、導
入口で着火させ、水分を発生させるといった方式であ
り、この方式では、水分濃度の柔軟性がなく、水分発生
時の温度が高温のため、シリコン基板面内の温度を均一
に保持することが困難であり、着火点の材料の溶出によ
る酸化雰囲気の劣化などの問題により、信頼性の高い酸
化膜を得ることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、清浄度の高
い酸化雰囲気により、信頼性の高いシリコン酸化膜を形
成することを目的とする。
い酸化雰囲気により、信頼性の高いシリコン酸化膜を形
成することを目的とする。
【０００６】本発明は、酸化処理後、熱処理を施すこと
により、酸化膜の改質を行い、さらに信頼性の高いシリ
コン酸化膜を形成することを目的とする。
により、酸化膜の改質を行い、さらに信頼性の高いシリ
コン酸化膜を形成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】本発明のシリコン酸化膜の形成
方法は、酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生
させ、高温に保持されたシリコンに接触させることによ
り、シリコンの酸化膜を形成することを特徴とする。
方法は、酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生
させ、高温に保持されたシリコンに接触させることによ
り、シリコンの酸化膜を形成することを特徴とする。
【０００８】また本発明のシリコン酸化膜の形成方法
は、酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生さ
せ、希釈ガスを添加し、高温に保持されたシリコンに接
触させることにより、シリコンの酸化膜を形成すること
を特徴とする。
は、酸素及び水素から、触媒作用により水分を発生さ
せ、希釈ガスを添加し、高温に保持されたシリコンに接
触させることにより、シリコンの酸化膜を形成すること
を特徴とする。
【０００９】本発明は、前記酸素に対する水素の体積比
は、酸素／水素が１／３以上〜１／１であることが好ま
しい。
は、酸素／水素が１／３以上〜１／１であることが好ま
しい。
【００１０】本発明は、前記酸素に対する水素の体積比
は、略１／２であることが好ましい。
は、略１／２であることが好ましい。
【００１１】本発明は、前記希釈ガスはアルゴンもしく
は窒素であることが好ましい。
は窒素であることが好ましい。
【００１２】本発明は、水分による酸化の後に、アルゴ
ンまたは窒素で熱処理を施すことが好ましい。
ンまたは窒素で熱処理を施すことが好ましい。
【００１３】本発明は、水分による酸化の後に、酸素を
含むガスで酸化膜を形成することが好ましい。
含むガスで酸化膜を形成することが好ましい。
【００１４】本発明は、前記酸素を含むガスは酸素をア
ルゴンまたは窒素で希釈したガスであることが好まし
い。
ルゴンまたは窒素で希釈したガスであることが好まし
い。
【００１５】本発明の搬送方法は、上述のシリコン酸化
膜の形成後に、不純物である水分が１００ｐｐｂ以下で
ありハイドロカーボンが１００ｐｐｂ以下のクリーン窒
素またはクリーン窒素／酸素雰囲気で次行程の処理室へ
搬送することを特徴とする。
膜の形成後に、不純物である水分が１００ｐｐｂ以下で
ありハイドロカーボンが１００ｐｐｂ以下のクリーン窒
素またはクリーン窒素／酸素雰囲気で次行程の処理室へ
搬送することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、酸素及び水素から、触
媒作用により水分を発生させ、シリコンの酸化膜を形成
することを特徴とする。触媒作用により、従来技術にお
ける高温（約２０００℃）での水分発生が低温（約４５
０℃）で行え酸化形成時における温度制御が容易になり
シリコン基板面内の温度を均一に保持することが容易
で、また反応炉の材料溶出を防止することにより、清浄
度の高い酸化雰囲気を作り出すことが可能で、信頼性の
高い酸化膜を形成することが可能である。
媒作用により水分を発生させ、シリコンの酸化膜を形成
することを特徴とする。触媒作用により、従来技術にお
ける高温（約２０００℃）での水分発生が低温（約４５
０℃）で行え酸化形成時における温度制御が容易になり
シリコン基板面内の温度を均一に保持することが容易
で、また反応炉の材料溶出を防止することにより、清浄
度の高い酸化雰囲気を作り出すことが可能で、信頼性の
高い酸化膜を形成することが可能である。
【００１７】酸化条件において、使用する酸素と水素の
体積比は、酸素／水素が１／３以上（水素過剰状態）か
ら１／１以下まで（酸素過剰状態）であり、好ましくは
１／２であり、従来では不可能であった様々な酸化種で
の酸化膜形成が可能である。酸化雰囲気において、水分
を希釈するガスに、アルゴン、もしくは窒素を用いるこ
とが好ましい。
体積比は、酸素／水素が１／３以上（水素過剰状態）か
ら１／１以下まで（酸素過剰状態）であり、好ましくは
１／２であり、従来では不可能であった様々な酸化種で
の酸化膜形成が可能である。酸化雰囲気において、水分
を希釈するガスに、アルゴン、もしくは窒素を用いるこ
とが好ましい。
【００１８】本発明における、水分による酸化の後に、
アルゴン、もしくは窒素を用いて、熱処理を施すことに
より、酸化膜形成時に吸着した水分、および電気的特性
において欠陥になりうる水素−シリコン結合、もしくは
水酸基−シリコン結合を除去することにより、信頼性の
高い酸化膜を形成することが可能となる。
アルゴン、もしくは窒素を用いて、熱処理を施すことに
より、酸化膜形成時に吸着した水分、および電気的特性
において欠陥になりうる水素−シリコン結合、もしくは
水酸基−シリコン結合を除去することにより、信頼性の
高い酸化膜を形成することが可能となる。
【００１９】また、前述の酸化の後に、酸素と結合して
いないシリコンを酸化するため、酸素により熱処理する
ことにより、信頼性の高い酸化膜を得ることが可能であ
る。前述の酸素熱処理において希釈ガスに、アルゴン、
もしくは窒素を用いても良い。
いないシリコンを酸化するため、酸素により熱処理する
ことにより、信頼性の高い酸化膜を得ることが可能であ
る。前述の酸素熱処理において希釈ガスに、アルゴン、
もしくは窒素を用いても良い。
【００２０】本発明の酸化の後に、シリコン酸化膜に水
分、ハイドロカーボンなどの付着を防ぐため、次工程へ
の搬送はクリーン窒素あるいはクリーン窒素／酸素雰囲
気中で搬送する。たとえば、ボックス内をクリーン窒素
あるいはクリーン窒素／酸素で充填しその内部にシリコ
ン酸化膜が形成された基板を収納して搬送する。ここ
で、クリーン窒素あるいはクリーン窒素／酸素とは水分
が１００ｐｐｂ以下（好ましくは１０ｐｐｂ以下）、ハ
イドロカーボンが１００ｐｐｂ以下（好ましくは１０ｐ
ｐｂ以下）の窒素あるいは窒素／酸素である。
分、ハイドロカーボンなどの付着を防ぐため、次工程へ
の搬送はクリーン窒素あるいはクリーン窒素／酸素雰囲
気中で搬送する。たとえば、ボックス内をクリーン窒素
あるいはクリーン窒素／酸素で充填しその内部にシリコ
ン酸化膜が形成された基板を収納して搬送する。ここ
で、クリーン窒素あるいはクリーン窒素／酸素とは水分
が１００ｐｐｂ以下（好ましくは１０ｐｐｂ以下）、ハ
イドロカーボンが１００ｐｐｂ以下（好ましくは１０ｐ
ｐｂ以下）の窒素あるいは窒素／酸素である。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明にかかる、半導
体製造におけるシリコンの酸化において、信頼性の高い
酸化膜を形成する技術の説明をするが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
体製造におけるシリコンの酸化において、信頼性の高い
酸化膜を形成する技術の説明をするが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
【００２２】今回、白金を約２μｍコーティングした反
応炉により、触媒作用により水分を発生させ、シリコン
の酸化を行った。水分の発生に有効な金属触媒は、他に
ニッケルやパラジウム、金、銅などでも良い。
応炉により、触媒作用により水分を発生させ、シリコン
の酸化を行った。水分の発生に有効な金属触媒は、他に
ニッケルやパラジウム、金、銅などでも良い。
【００２３】（実施例１）パイロジェニック方式により
発生した水分と触媒作用による水分発生器により発生し
た水分の汚染量の比較を行うため、酸素１Ｌ／分と水素
５００ｃｃ／分をそれぞれ導入し、発生した水分をアモ
ルファスカーボンの基板に３時間付け、ＴＥＣＮＯＳ社
のＴＲＥＸ６１０を用い全反射蛍光Ｘ線分光法により金
属汚染量の測定を行った時の結果を表１に示す。
発生した水分と触媒作用による水分発生器により発生し
た水分の汚染量の比較を行うため、酸素１Ｌ／分と水素
５００ｃｃ／分をそれぞれ導入し、発生した水分をアモ
ルファスカーボンの基板に３時間付け、ＴＥＣＮＯＳ社
のＴＲＥＸ６１０を用い全反射蛍光Ｘ線分光法により金
属汚染量の測定を行った時の結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】 表１より、パイロジェニック方式の水分発生方法では、
着火時の反応炉の材料（シリコンガラス）溶出により、
水分が汚染されているが、触媒作用による水分発生器で
は、水分の汚染は観察されなかった。
着火時の反応炉の材料（シリコンガラス）溶出により、
水分が汚染されているが、触媒作用による水分発生器で
は、水分の汚染は観察されなかった。
【００２５】この水分の汚染量は、酸化膜形成時の清浄
度を表し、清浄度の高い酸化雰囲気を作り出すことが可
能な触媒作用による水分発生方法の方が、信頼性の高い
酸化膜を形成することが可能である。
度を表し、清浄度の高い酸化雰囲気を作り出すことが可
能な触媒作用による水分発生方法の方が、信頼性の高い
酸化膜を形成することが可能である。
【００２６】（実施例２）実施例１で用いた水分発生器
により、酸素と水素の体積比を、酸素／水素が１／３以
上（水素過剰状態）から１／１以下まで（酸素過剰状
態）で、水分を発生させ、９００℃に保持したシリコン
基板上に接触させ、酸化膜を約６ｎｍ形成した基板で、
ＭＯＳキャパシタ（酸化膜上にゲート電極として燐がド
ーピングされた多結晶シリコン（ポリシリコン）を成膜
した、ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ2／ｎ−Ｓｉ構造）を
作成し、その時の、電気的特性をヒューレットパッカー
ド社製の４１５６Bを用いて酸化種依存性の測定を行っ
た。その時の、測定条件は、ゲート電極の電圧を正に
し、一定電流ストレス（１Ａ／ｃｍ2）を印可した時の
結果を図１に示す。
により、酸素と水素の体積比を、酸素／水素が１／３以
上（水素過剰状態）から１／１以下まで（酸素過剰状
態）で、水分を発生させ、９００℃に保持したシリコン
基板上に接触させ、酸化膜を約６ｎｍ形成した基板で、
ＭＯＳキャパシタ（酸化膜上にゲート電極として燐がド
ーピングされた多結晶シリコン（ポリシリコン）を成膜
した、ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ2／ｎ−Ｓｉ構造）を
作成し、その時の、電気的特性をヒューレットパッカー
ド社製の４１５６Bを用いて酸化種依存性の測定を行っ
た。その時の、測定条件は、ゲート電極の電圧を正に
し、一定電流ストレス（１Ａ／ｃｍ2）を印可した時の
結果を図１に示す。
【００２７】図１は、経時絶縁破壊特性を示している。
縦軸は累積故障率、横軸は絶縁破壊までにいたる電荷注
入量である。電荷注入量とは、一定電流ストレスが１Ａ
／ｃｍ2＝１Ｃ（秒・ｃｍ2）の場合、１０秒間で酸化膜
が一定電流によるストレスにより絶縁破壊に至った場
合、１０Ｃ／ｃｍ2となる。酸化膜質が良好であると
は、絶縁破壊が起こりにくいことであり、つまり注入電
荷量が多ければよい。したがって、グラフの右側にある
ものほど良い特性を持っていることになる。フラッシュ
メモリーにおいて、ストレス条件（１Ａ／ｃｍ2）で１
０Ｃ／ｃｍ2、酸化膜に電荷が注入できると１００万回
の書き込み消去が可能になる。
縦軸は累積故障率、横軸は絶縁破壊までにいたる電荷注
入量である。電荷注入量とは、一定電流ストレスが１Ａ
／ｃｍ2＝１Ｃ（秒・ｃｍ2）の場合、１０秒間で酸化膜
が一定電流によるストレスにより絶縁破壊に至った場
合、１０Ｃ／ｃｍ2となる。酸化膜質が良好であると
は、絶縁破壊が起こりにくいことであり、つまり注入電
荷量が多ければよい。したがって、グラフの右側にある
ものほど良い特性を持っていることになる。フラッシュ
メモリーにおいて、ストレス条件（１Ａ／ｃｍ2）で１
０Ｃ／ｃｍ2、酸化膜に電荷が注入できると１００万回
の書き込み消去が可能になる。
【００２８】図１より、酸素過剰状態では、酸化が水分
酸化とドライ酸化が同時に起こり、水分酸化とドライ酸
化膜の特性の間に位置しており、水素過剰状態では、酸
化が水素によるエッチングの作用により完全にＳｉＯ2
になっていないため、良好な結果が得られず、酸素と水
素の体積比が１／２の時に、良好な結果が得られている
ことが分かる。このことから、酸化膜形成時の条件は、
使用する酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／３以
上（水素過剰状態）から１／１以下まで（酸素過剰状
態）であり、好ましくは１／２であることが分かる。
酸化とドライ酸化が同時に起こり、水分酸化とドライ酸
化膜の特性の間に位置しており、水素過剰状態では、酸
化が水素によるエッチングの作用により完全にＳｉＯ2
になっていないため、良好な結果が得られず、酸素と水
素の体積比が１／２の時に、良好な結果が得られている
ことが分かる。このことから、酸化膜形成時の条件は、
使用する酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／３以
上（水素過剰状態）から１／１以下まで（酸素過剰状
態）であり、好ましくは１／２であることが分かる。
【００２９】尚、今回は、希釈ガスにアルゴンを用い、
水分は２％とした。水分濃度を高くすると、酸化速度が
速くなるため、同じ酸加速度を得るために、形成温度を
低くできることから、電気炉等からの汚染を減らすこと
ができ、さらに良い結果が得られると推測される。ま
た、希釈ガスに、窒素を用いても良い。
水分は２％とした。水分濃度を高くすると、酸化速度が
速くなるため、同じ酸加速度を得るために、形成温度を
低くできることから、電気炉等からの汚染を減らすこと
ができ、さらに良い結果が得られると推測される。ま
た、希釈ガスに、窒素を用いても良い。
【００３０】（実施例３）実施例２と同様に、使用する
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成し、酸化膜形成後に温度を保持したままアルゴン
で熱処理を加え、ＭＯＳキャパシタを作成し、電気的特
性の測定を行い、酸化後の熱処理の効果の結果を図２に
示す。測定条件は、実施例２と同じ、ゲート電極の電圧
を正にし、一定電流ストレス（１Ａ／ｃｍ2）印加し
た。
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成し、酸化膜形成後に温度を保持したままアルゴン
で熱処理を加え、ＭＯＳキャパシタを作成し、電気的特
性の測定を行い、酸化後の熱処理の効果の結果を図２に
示す。測定条件は、実施例２と同じ、ゲート電極の電圧
を正にし、一定電流ストレス（１Ａ／ｃｍ2）印加し
た。
【００３１】図２は横軸がストレスの印可時間で縦軸が
ゲート電圧の変化量を示したものである。酸化膜に一定
のストレス電流が流れるようにゲート電極の電圧を印可
するが、ゲート酸化膜の不完全な部分に電子やホールが
トラップすると一定電流を流すためにゲート電圧が変化
する。したがって、完全なゲート酸化膜の場合、一定電
流ストレス印可に対して、ゲート電圧は変化しない。つ
まり、良い酸化膜ほどゲート電圧の変化量が少ないこと
になる。
ゲート電圧の変化量を示したものである。酸化膜に一定
のストレス電流が流れるようにゲート電極の電圧を印可
するが、ゲート酸化膜の不完全な部分に電子やホールが
トラップすると一定電流を流すためにゲート電圧が変化
する。したがって、完全なゲート酸化膜の場合、一定電
流ストレス印可に対して、ゲート電圧は変化しない。つ
まり、良い酸化膜ほどゲート電圧の変化量が少ないこと
になる。
【００３２】図２より、水分による酸化の後に、アルゴ
ンを用いて熱処理を施すことによりゲート電圧のシフト
量が減っている。つまり、アルゴンを用いてゲート酸化
後、熱処理を施すことにより、酸化膜形成時に吸着した
水分、および電気的特性において欠陥になりうる水素−
シリコン結合、もしくは水酸基−シリコン結合を除去す
ることにより、信頼性の高い酸化膜を形成することが分
かる。最適な時間は、１時間程度であると推測される。
また、熱処理を行うガスに窒素を用いても良い。
ンを用いて熱処理を施すことによりゲート電圧のシフト
量が減っている。つまり、アルゴンを用いてゲート酸化
後、熱処理を施すことにより、酸化膜形成時に吸着した
水分、および電気的特性において欠陥になりうる水素−
シリコン結合、もしくは水酸基−シリコン結合を除去す
ることにより、信頼性の高い酸化膜を形成することが分
かる。最適な時間は、１時間程度であると推測される。
また、熱処理を行うガスに窒素を用いても良い。
【００３３】（実施例４）実施例３と同様に、使用する
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成し、酸化膜形成後に温度を保持したままアルゴン
で希釈された１０％酸素混合ガスで熱処理を加え、ＭＯ
Ｓキャパシタを作成し、電気的特性の測定を行い、酸化
後の熱処理の効果の結果を図３に示す。
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成し、酸化膜形成後に温度を保持したままアルゴン
で希釈された１０％酸素混合ガスで熱処理を加え、ＭＯ
Ｓキャパシタを作成し、電気的特性の測定を行い、酸化
後の熱処理の効果の結果を図３に示す。
【００３４】図３は経時絶縁破壊特性を示し、測定条件
は、ゲート電極の電圧を負にし、一定電流ストレス
（０．１Ａ／ｃｍ2)である。ゲート電極の電圧が負の場
合は、フラッシュメモリーにおいて消去の時に使用され
る。１００万回の消去可能であるためにはストレス電流
（１Ａ／ｃｍ2）において１０Ｃ／ｃｍ2の特性を有する
酸化膜である。現在、一般的にゲート電極の印可電圧が
負の場合の経時絶縁破壊特性が悪く、特性改善が求めら
れている。
は、ゲート電極の電圧を負にし、一定電流ストレス
（０．１Ａ／ｃｍ2)である。ゲート電極の電圧が負の場
合は、フラッシュメモリーにおいて消去の時に使用され
る。１００万回の消去可能であるためにはストレス電流
（１Ａ／ｃｍ2）において１０Ｃ／ｃｍ2の特性を有する
酸化膜である。現在、一般的にゲート電極の印可電圧が
負の場合の経時絶縁破壊特性が悪く、特性改善が求めら
れている。
【００３５】図３より、水分による酸化の後に、酸素と
結合していないシリコンを酸化するため、酸素により熱
処理することにより、絶縁破壊にいたるまでの電荷注入
量が増え信頼性の高い酸化膜を得ることが可能である。
結合していないシリコンを酸化するため、酸素により熱
処理することにより、絶縁破壊にいたるまでの電荷注入
量が増え信頼性の高い酸化膜を得ることが可能である。
【００３６】１０％酸素／アルゴン混合ガスでは、１分
の熱処理時間がもっとも最適であるが、酸素濃度を大き
くすることにより、熱処理の時間を短くすることが可能
であると考えられる。また、今回は希釈ガスにアルゴン
を用いたが、希釈せずに１００％酸素を用いても良く、
また希釈ガスに窒素を用いても良い。
の熱処理時間がもっとも最適であるが、酸素濃度を大き
くすることにより、熱処理の時間を短くすることが可能
であると考えられる。また、今回は希釈ガスにアルゴン
を用いたが、希釈せずに１００％酸素を用いても良く、
また希釈ガスに窒素を用いても良い。
【００３７】（実施例５）実施例２と同様に、使用する
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成した後に、シリコン酸化膜に水分、ハイドロカー
ボンなどの付着を防ぐため、クリーン窒素雰囲気を保持
することが可能な搬送容器で搬送し、ＭＯＳキャパシタ
を作成し、電気的特性の測定を行い、クリーン窒素雰囲
気での搬送の効果の結果を図４に示す。図４（ａ）はク
リーン窒素搬送を行わない場合であり、図４（ｂ）はク
リーン窒素搬送を行った場合である。
酸素と水素の体積比は、酸素／水素が１／２で、酸化膜
を形成した後に、シリコン酸化膜に水分、ハイドロカー
ボンなどの付着を防ぐため、クリーン窒素雰囲気を保持
することが可能な搬送容器で搬送し、ＭＯＳキャパシタ
を作成し、電気的特性の測定を行い、クリーン窒素雰囲
気での搬送の効果の結果を図４に示す。図４（ａ）はク
リーン窒素搬送を行わない場合であり、図４（ｂ）はク
リーン窒素搬送を行った場合である。
【００３８】図４（ａ）、（ｂ）より、クリーン窒素搬
送を行わない時では、絶縁破壊電界がばらついていたの
に対し、クリーン窒素搬送を行った時の絶縁破壊電界は
ばらつかなくなり、クリーン窒素搬送を行うことによ
り、信頼性の高い酸化膜を得ることが可能である。
送を行わない時では、絶縁破壊電界がばらついていたの
に対し、クリーン窒素搬送を行った時の絶縁破壊電界は
ばらつかなくなり、クリーン窒素搬送を行うことによ
り、信頼性の高い酸化膜を得ることが可能である。
【００３９】また、今回は、搬送雰囲気をクリーン窒素
で行ったが、これをクリーン窒素／酸素雰囲気で搬送し
ても良い。
で行ったが、これをクリーン窒素／酸素雰囲気で搬送し
ても良い。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、清浄度の高い酸化雰囲
気により、信頼性の高いシリコン酸化膜を形成すること
が可能となる。
気により、信頼性の高いシリコン酸化膜を形成すること
が可能となる。
【００４１】本発明によれば、酸化処理後、熱処理を施
すことにより、酸化膜の改質を行い、さらに信頼性の高
いシリコン酸化膜を形成することが可能となる。
すことにより、酸化膜の改質を行い、さらに信頼性の高
いシリコン酸化膜を形成することが可能となる。
【図１】様々な酸化種による酸化膜の電気的特性（酸化
種依存性）を示す図である。
種依存性）を示す図である。
【図２】酸化後の熱処理による効果（熱処理依存性）を
示す。
示す。
【図３】酸化後の酸素熱処理による効果（酸素熱処理依
存性）を示す。
存性）を示す。
【図４】酸化膜形成後のクリーン窒素搬送による効果を
示す。
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 雄久 東京都文京区本郷４丁目１番４号株式会社 ウルトラクリーンテクノロジー開発研究所 内 (72)発明者 岩本 敏幸 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内
Claims (9)
- 【請求項１】 酸素及び水素から、触媒作用により水分
を発生させ、高温に保持されたシリコンに接触させるこ
とにより、シリコンの酸化膜を形成することを特徴とす
るシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項２】 酸素及び水素から、触媒作用により水分
を発生させ、希釈ガスを添加し、高温に保持されたシリ
コンに接触させることにより、シリコンの酸化膜を形成
することを特徴とするシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記酸素に対する水素の体積比は、酸素
／水素が１／３以上〜１／１であることを特徴とする請
求項２記載のシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項４】 前記酸素に対する水素の体積比は、略１
／２であることを特徴とする請求項３記載のシリコン酸
化膜の形成方法。 - 【請求項５】 前記希釈ガスはアルゴンもしくは窒素で
あることを特徴とする請求項２記載のシリコン酸化膜の
形成方法。 - 【請求項６】 水分による酸化の後に、アルゴンまたは
窒素で熱処理を施すことを特徴とする酸化膜形成方法。 - 【請求項７】 水分による酸化の後に、酸素を含むガス
で酸化膜を形成することを特徴とする請求項１ないし６
のいずれか１項記載のシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項８】 前記酸素を含むガスは酸素をアルゴンま
たは窒素で希釈したガスであることを特徴とする請求項
７記載のシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
シリコン酸化膜の形成後に、不純物である水分が１００
ｐｐｂ以下でありハイドロカーボンが１００ｐｐｂ以下
のクリーン窒素またはクリーン窒素／酸素雰囲気で次行
程の処理室へ搬送することを特徴とする搬送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34368397A JPH11162977A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34368397A JPH11162977A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162977A true JPH11162977A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18363448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34368397A Pending JPH11162977A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11162977A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005754A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子の誘電体膜製造方法 |
| US7700156B2 (en) | 2003-07-04 | 2010-04-20 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for forming silicon oxide film |
| CN115910748A (zh) * | 2021-09-30 | 2023-04-04 | 株式会社国际电气 | 衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、和记录介质 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP34368397A patent/JPH11162977A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700156B2 (en) | 2003-07-04 | 2010-04-20 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for forming silicon oxide film |
| JP2007005754A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子の誘電体膜製造方法 |
| CN115910748A (zh) * | 2021-09-30 | 2023-04-04 | 株式会社国际电气 | 衬底处理方法、半导体器件的制造方法、衬底处理装置、和记录介质 |
| TWI876195B (zh) * | 2021-09-30 | 2025-03-11 | 日商國際電氣股份有限公司 | 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070228 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070501 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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