專利名稱：半導(dǎo)體處理用氧化裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)半導(dǎo)體晶片等被處理基板的表面進(jìn)行氧化的半 導(dǎo)體處理用氧化裝置和方法。在這里，所謂半導(dǎo)體處理是指通過在半導(dǎo)體晶片和例如LCD(Liquid Crystal Display:液晶顯示器)的FPD(Flat Panel Display:平板顯示器)用的玻璃基板等被處理基板上按照規(guī)定的 圖形形成半導(dǎo)體層、絕緣層、導(dǎo)電層等，用來在該被處理基板上制造 包含半導(dǎo)體器件以及與半導(dǎo)體器件連接的配線、電極等的結(jié)構(gòu)而實(shí)施 的各種處理。
背景技術(shù)：
一般來講，為了制作半導(dǎo)體集成電路，對(duì)由硅晶片等構(gòu)成的半導(dǎo) 體基板進(jìn)行成膜、蝕刻、氧化、擴(kuò)散、改性等各種處理。例如，在氧 化中有對(duì)單晶硅膜或多晶硅膜的表面進(jìn)行氧化等的情形、氧化金屬膜 的情形等。尤其是，通過氧化形成的氧化硅膜適用于元件分離膜、柵 極氧化膜、電容器等的絕緣膜。從壓力的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行該氧化處理的方法有在與大氣壓大致相 等的氣氛下的處理容器內(nèi)進(jìn)行的常壓氧化處理方法和在真空氣氛下的 處理容器內(nèi)進(jìn)行的減壓氧化處理方法。另外，從氧化時(shí)使用的氣體種 類的觀點(diǎn)出發(fā)，例如，有通過使氫和氧在外部燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生水 蒸氣而采用這種水蒸氣進(jìn)行氧化的濕式氧化處理方法(例如日本特開 平3 — 140453號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)l))。另外，還有只使臭氧或氧流入到 處理容器內(nèi)等不采用水蒸氣進(jìn)行氧化的干式氧化處理方法(例如日本 特開昭57—1232號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2))。這樣，作為氧化的手段有采用有氧氣的干式氧化和采用有水蒸氣 的濕式氧化。 一般來講，通過濕式氧化成膜的氧化膜與通過千式氧化 成膜的氧化膜相比膜質(zhì)良好。即，對(duì)于絕緣膜，考慮耐壓性、耐腐蝕 性、可靠性等膜質(zhì)特性時(shí)，濕式氧化膜優(yōu)異。另外，形成的氧化膜(絕
緣膜)的成膜速度和晶片面內(nèi)的均勻性也是重要的因素。從這個(gè)觀點(diǎn) 出發(fā)， 一般來講，通過常壓的濕式氧化形成的膜氧化速度大，但是膜 厚的面內(nèi)均勻性差。另一方面，通過減壓的濕式氧化形成的膜相反氧 化速度小，但是膜厚的面內(nèi)均勻性優(yōu)異。在半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體集成電路的設(shè)計(jì)規(guī)則沒有那么嚴(yán)格的情形 下，適當(dāng)考慮適用氧化膜的用途和工藝條件、裝置成本等，采用如上 所述的各種氧化方法。但是，近年來，半導(dǎo)體器件的線寬和膜厚變得 更小，設(shè)計(jì)規(guī)則變得嚴(yán)格。隨之要求氧化膜的膜質(zhì)特性和膜厚的面內(nèi) 均勻性等更高。因此，在過去的氧化方法中產(chǎn)生不能充分地與這樣的 要求相對(duì)應(yīng)的問題。于是，最近提出將H2氣體和02氣體單獨(dú)導(dǎo)入到處理容器內(nèi)，使 兩種氣體在處理容器內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生水蒸氣等，由此氧化晶片表面的氧化裝置(例如日本特開平4 — 18727號(hào)公報(bào)、日本特開2004—22833號(hào)公 報(bào)、日本特開2005—277386號(hào)公報(bào)和日本特開2005 — 175441號(hào)公報(bào) (專利文獻(xiàn)3、 4、 5、 6))。在專利文獻(xiàn)3、 5、 6中公開的技術(shù)的情形下，為了形成氧化膜，在 1Torr (托)左右的低壓力下，并且在比較低的溫度下，例如在900°C 以下，使H2氣體和02氣體反應(yīng)生成氧活性種和氫氧根活性種。由此 氧化晶片表面，形成例如氧化硅膜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種氣體流量等工藝條件的最優(yōu)化容易的半 導(dǎo)體處理用氧化裝置和方法。本發(fā)明的第一方案是一種半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其包括具有以 隔開間隔并且層疊的狀態(tài)收納多個(gè)被處理基板的處理區(qū)域的處理容 器；在上述處理區(qū)域的一側(cè)從接近上述被處理基板的氣體供給口向上 述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的氣體供給系統(tǒng)，上述氣體 供給口包括沿著與上述處理區(qū)域?qū)?yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多 個(gè)氣體噴射孔；設(shè)置在上述處理容器的周圍并對(duì)上述處理區(qū)域進(jìn)行加 熱的加熱器；從夾著上述處理區(qū)域而與上述氣體供給口相對(duì)的排氣口 對(duì)上述處理區(qū)域進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)；和控制上述裝置的某個(gè)操作的
控制部，上述控制部預(yù)先設(shè)定為使上述氧化性氣體和上述還原性氣體 發(fā)生反應(yīng)，在上述處理區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種，使用上 述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)上述被處理基板的表面進(jìn)行氧化處理。本發(fā)明的第二方案是一種半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其包括在處 理容器的處理區(qū)域內(nèi)以隔開間隔并層疊的狀態(tài)收納多個(gè)被處理基板的 工序；在上述處理區(qū)域的一側(cè)上從接近上述被處理基板的氣體供給口 向上述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的工序，其中上述氣體 供給口包括沿著與上述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的 多個(gè)氣體噴射孔；通過由在上述處理容器的周圍設(shè)置的加熱器對(duì)上述處理區(qū)域進(jìn)行加熱，使上述氧化性氣體和上述還原性氣體活化的工序； 從夾著上述處理區(qū)域而與上述氣體供給口相對(duì)的排氣口對(duì)上述處理區(qū) 域進(jìn)行排氣，使上述氧化性氣體和上述還原性氣體沿著上述被處理基 板的表面流動(dòng)的工序；使上述氧化性氣體和上述還原性氣體發(fā)生反應(yīng) 而在上述處理區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種的工序；和使用上 述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)上述被處理基板的表面進(jìn)行氧化處理的 工序。本發(fā)明的第三方案是一種包括用于在處理器上執(zhí)行的程序指令的 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于在由處理器執(zhí)行上述程序指令時(shí)，控 制半導(dǎo)體處理用氧化裝置執(zhí)行氧化被處理基板的表面的氧化方法，上 述方法包括在處理容器的處理區(qū)域內(nèi)以隔開間隔并層疊的狀態(tài)收納 多個(gè)被處理基板的工序；在上述處理容器的一側(cè)從接近上述被處理基 板的氣體供給口向上述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的工 序，其中上述氣體供給口包括沿著與上述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向 的整個(gè)長(zhǎng)度配置的多個(gè)氣體噴射孔；通過由在上述處理容器的周圍設(shè) 置的加熱器對(duì)上述處理區(qū)域進(jìn)行加熱，使上述氧化性氣體和上述還原 性氣體活化的工序；從夾著上述處理區(qū)域而與上述氣體供給口相對(duì)的 排氣口對(duì)上述處理區(qū)域進(jìn)行排氣，使上述氧化性氣體和上述還原性氣 體沿著上述被處理基板的表面流動(dòng)的工序；使上述氧化性氣體和上述 還原性氣體發(fā)生反應(yīng)而在上述處理區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性 種的工序；和使用上述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)上述被處理基板的 表面進(jìn)行氧化處理的工序。說明書第4/15頁


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的立式熱處理裝置(氧化裝置) 的剖面圖。圖2是示出圖1圖示的裝置的一部分的橫截面圖。 圖3是示出圖1圖示的裝置的排氣口的正視圖。 圖4是示出實(shí)施例PE1和比較例CE1中氫濃度和成膜速度(膜厚) 的關(guān)系的曲線。圖5是示出實(shí)施例PE2和比較例CE2中處理壓力和氧化膜的膜厚 的面內(nèi)均勻性的關(guān)系的曲線。圖6是示出實(shí)施例PE3、 PE4和比較例CE3、 CE4中晶片位置和 氧化膜的膜厚的關(guān)系的曲線。圖7是根據(jù)圖6的曲線求出由負(fù)載(loading)效應(yīng)導(dǎo)致的膜厚差 的變化的曲線。圖8是根據(jù)圖7的曲線求出以B-C位置的膜厚差為基準(zhǔn)時(shí)的各位 置的膜厚差比例的曲線。圖9A-C是示出在處理容器中形成的排氣口的形狀的變形例的圖。 圖IOA、 B是示出氣體噴嘴的設(shè)置位置的變形例的剖面圖。 圖IIA、 B是示出氣體噴嘴的其它變形例的概括透視圖和剖面圖。 圖12是示出圖1所示的裝置的主控制部的概括構(gòu)成的方框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明人在開發(fā)本發(fā)明的過程中，對(duì)涉及在半導(dǎo)體處理中通過氧 化形成氧化膜的方法的現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)進(jìn)行研究。其結(jié)果是本發(fā)明 人取得如下所述的見解。在低壓下使H2氣體和02氣體反應(yīng)而氧化晶片表面的氧化方法的 情況下，由反應(yīng)所產(chǎn)生的各種活性種(自由基)反應(yīng)性非常高。因此， 與晶片表面露出的結(jié)晶面的方位沒有關(guān)系地進(jìn)行氧化，沒有結(jié)晶的面 方位依賴性。從而，能夠與晶片表面的凹凸圖形沒有關(guān)系沿著該凹凸 圖形的表面形成均勻膜厚的氧化膜。另外，因?yàn)榛钚苑N的反應(yīng)性高， 所以還能夠氧化難以氧化的膜、即耐氧化性的膜，例如氮化硅膜等。但是，與上述的有利點(diǎn)相對(duì)，因?yàn)楦鶕?jù)應(yīng)該進(jìn)行氧化處理的晶片 表面的圖形面積和膜種類等活性種的消耗量變化大，所以必須根據(jù)該 變化量將氣體流量等工藝條件最優(yōu)化。因此，必須預(yù)先求出根據(jù)圖形 面積和膜種類等最優(yōu)化的氣體流量等工藝條件。但是，用來尋求該最 優(yōu)化的氣體流量等工藝條件的調(diào)整操作非常麻煩。尤其是在最近的半 導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，多品種少量生產(chǎn)的傾向變大。因此，晶片表面的圖形面 積的種類和膜厚多，必須與其相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行用于多種類最優(yōu)化的調(diào)整操作o作為氧化時(shí)工藝條件的最優(yōu)化非常麻煩的主要理由在于用于得到 良好處理的面間均勻性(垂直方向上晶片間處理的均勻性)的調(diào)整操作復(fù)雜。B口，在現(xiàn)有的裝置中，通過改變處理區(qū)域的每一個(gè)子區(qū)(zone) 中的氣體流量和處理溫度，對(duì)在裝置特性上不良的處理的面間均勻性 進(jìn)行修正，從而得到良好的處理面間均勻性。但是，在改變一個(gè)參數(shù) 時(shí)，需要通過在每一個(gè)子區(qū)中調(diào)整每一個(gè)其它的參數(shù)對(duì)這樣得到的處 理?xiàng)l件進(jìn)行修正，這成為調(diào)整操作復(fù)雜的原因。從而，希望提供即使 一個(gè)處理?xiàng)l件發(fā)生變化也容易實(shí)現(xiàn)氣體流量等工藝條件的最優(yōu)化的裝 置特性。下面，參照

基于這樣的認(rèn)識(shí)構(gòu)成的本發(fā)明的實(shí)施方式。 此外，在下面的說明中，用相同的附圖標(biāo)記表示具有大致相同的功能 和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件，只在必要的情形下進(jìn)行重復(fù)說明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的立式熱處理裝置(氧化裝置) 的剖面圖。圖2是示出圖1圖示的裝置的一部分的截面圖。圖3是示 出圖1圖示的裝置的排氣口的正視圖。該氧化裝置32包括可以選擇性 地供給02氣體等氧化性氣體、H2氣體等還原性氣體、N2氣體等不活性 氣體的處理區(qū)域。氧化裝置32構(gòu)成為在這樣的處理區(qū)域內(nèi)氧化半導(dǎo)體 晶片等被處理基板的表面。氧化裝置32具有在內(nèi)部限定有處理區(qū)域35、并且下端開口的有頂 圓筒體狀的處理容器(反應(yīng)室)34，其中處理區(qū)域35用于收納隔著間 隔層疊的多個(gè)半導(dǎo)體晶片(被處理基板)并對(duì)其進(jìn)行處理。處理容器 34全部例如由石英形成。在處理容器34內(nèi)的頂部上設(shè)置有石英制的頂 板36以將其密封。成形為圓筒體狀的歧管(manifold:總管)38通過 O環(huán)等密封元件40連接到處理容器34的下端開口上。此外，也可以
不設(shè)置歧管38，全體由圓筒體狀的石英制處理容器構(gòu)成。歧管38例如由不銹鋼制成，被支撐處理容器34的下端。通過歧 管38的下端開口，升降石英制的晶舟(waferboat) 42，據(jù)此對(duì)處理容 器34加載/卸載晶舟42。在晶舟42上以多層方式載置有作為被處理基 板的多片半導(dǎo)體晶片W。例如，在本實(shí)施方式的情形下，在晶舟42的 支柱42A上可以大致等間隔地以多層方式支撐有例如50 200片左右的 直徑為300mm左右的晶片W。晶舟42通過石英制的保溫筒44被載置在工作臺(tái)46上。工作臺(tái)46 支撐在轉(zhuǎn)軸50上，其中轉(zhuǎn)軸50貫通關(guān)閉歧管38的下端開口的例如不 銹鋼制的蓋體48。在轉(zhuǎn)軸50的貫通部上例如設(shè)置有磁流體密封52，氣密密封轉(zhuǎn)軸 50并可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐轉(zhuǎn)軸50。在蓋體48的邊緣部分和歧管38的下端部 上設(shè)置有例如由0環(huán)等構(gòu)成的密封元件54，以保持容器內(nèi)的密封性。轉(zhuǎn)軸50安裝在臂56的前端，臂56例如支撐在晶舟升降機(jī)等升降 機(jī)構(gòu)55上。通過升降機(jī)構(gòu)55—體地升降晶舟42和蓋體48。此外，也 可以將工作臺(tái)46固定設(shè)置到蓋體48的一側(cè)上，以不轉(zhuǎn)動(dòng)晶舟42的方 式進(jìn)行晶片W的處理。在歧管38的側(cè)部上連接有用于向處理容器34內(nèi)的處理區(qū)域35中 供給規(guī)定處理氣體的氣體供給部。氣體供給部包括氧化性氣體供給系 統(tǒng)58、還原性氣體供給系統(tǒng)60和不活性氣體(惰性氣體)供給系統(tǒng) 61。氧化性氣體供給系統(tǒng)58例如供給02作為氧化性氣體。此外，也 可以用比其活化程度大的臭氧代替02。還原性氣體供給系統(tǒng)60例如供 給H2氣體作為還原性氣體。惰性氣體供給系統(tǒng)61例如供給N2氣體作 為吹掃(purge)用或壓力控制用的不活性氣體。在和處理氣體一起被 使用時(shí)，雖然也可以根據(jù)需要分別在氧化性氣體和還原性氣體中混合 適當(dāng)量的載運(yùn)氣體(例如N2氣體)，但是下面為了容易說明，對(duì)載運(yùn) 氣體不進(jìn)行說明。具體地說，氧化性氣體供給系統(tǒng)58和還原性氣體供給系統(tǒng)60分 別具有由向內(nèi)側(cè)貫通歧管38的側(cè)壁并向上方彎曲延伸的石英管構(gòu)成的 氣體分散噴嘴62、 64 (參照?qǐng)D2)。在各氣體分散噴嘴62、 64上沿其 長(zhǎng)度方向(上下方向)并且沿著全部晶舟42上的晶片W隔干[規(guī)定的
間隔形成多個(gè)氣體噴射孔62A、 64A。噴嘴62分別通過氣體供給線路(氣體通路)66、 67，與02氣體 和N2氣體的氣體源58S、 61S連接。噴嘴64分別通過氣體供給線路(氣 體通路)68、 69，與H2氣體和N2氣體的氣體源60S、 61S連接。在氣 體供給線路66、 67、 68、 69上設(shè)置有開關(guān)閥66A、 67A、 68A、 69A 和如質(zhì)流控制器那樣的流量控制器66B、 67B、 68B、 69B。據(jù)此，可 以分別在供給02氣體、H2氣體和N2氣體的同時(shí)進(jìn)行流量控制。在處理容器34的側(cè)壁的一部分上，沿其高度方向設(shè)置有噴嘴收容 凹部70。噴嘴收容凹部70具有通過沿上下方向以規(guī)定的寬度削去處理 容器34的側(cè)壁形成的上下細(xì)長(zhǎng)的開口 72。通過與處理容器34的外壁 氣密接合的石英制蓋73覆蓋該開口 72。蓋73構(gòu)成剖面凹部狀以從處 理容器34的外側(cè)突出，并且具有上下細(xì)長(zhǎng)的形狀。通過該結(jié)構(gòu)，形成從處理容器34的側(cè)壁突出并且一側(cè)連接到處理 容器34內(nèi)的噴嘴收容凹部70。 g口，噴嘴收容凹部70的內(nèi)部空間通過 開口 72與處理容器34內(nèi)的處理區(qū)域35連通。為了能夠在高度方向上 覆蓋支撐在晶舟42上的全部晶片W，而在上下方向上充分長(zhǎng)地形成開 □ 72。在比晶舟42上最下一級(jí)的晶片W更低的位置上，分別向處理容 器34的半徑方向的外側(cè)彎曲氧化性氣體的氣體分散噴嘴62和還原性 氣體的氣體分散噴嘴64。然后，在噴嘴收容凹部70內(nèi)的最里面(離處 理容器34的中心最遠(yuǎn)的部分)的位置上，并排垂直立起氣體分散噴嘴 62、 64。氣體分散噴嘴62、 64的氣體噴射孔62A、 64A設(shè)置在晶舟42 上的多個(gè)晶片W之間，以對(duì)晶片W形成平行的氣流，分別在水平方 向上大致均勻地供給氧化性氣體(02)和還原性氣體(H2)。從氣體分 散噴嘴62、 64的氣體噴射孔62A、 64A噴射的包括02氣體的氧化性 氣體和包括H2氣體的還原性氣體向內(nèi)側(cè)噴射，通過開口 72提供給晶 舟42上的晶片W。即使在分別從氣體分散噴嘴62、 64噴射包括N2 氣體的不活性氣體的情形下，也同樣地進(jìn)行供給，對(duì)晶片W形成平行 的氣流。另一方面，在與噴嘴收容凹部70相對(duì)向的處理容器34的相反側(cè) 上設(shè)置有用來對(duì)該內(nèi)部氣氛進(jìn)行真空排氣的、通過削去處理容器34的 側(cè)壁形成的細(xì)長(zhǎng)的排氣口 74。如圖3所示，為了能夠在高度方向上覆蓋支撐在晶舟42上的全部晶片W，在上下方向上充分長(zhǎng)地形成排氣口 74。在排氣口 74上通過熔接安裝覆蓋其的由石英制成的成形為剖面〕 字狀的排氣口覆蓋元件78。排氣覆蓋元件78沿處理容器34的側(cè)壁向 上方延伸，在處理容器34的上方形成氣體出口 80。氣體出口80與設(shè) 置有真空泵等的真空排氣系統(tǒng)84連接。真空排氣系統(tǒng)84具有與氣體 出口 80連接的排氣通路86，在其上游側(cè)依次設(shè)置有閥單元(開度調(diào)整 用的泵)88、真空泵90等。以包圍處理容器34的方式設(shè)置罩81。在罩81的內(nèi)面上設(shè)置有加 熱處理容器34內(nèi)的氣氛和晶片W的加熱器82。使用沒有污染的升降 溫特性優(yōu)異的碳線(carbon wire)等作為加熱器82。在處理容器34內(nèi) 的排氣口 74的附近設(shè)置有用于控制加熱器82的電極對(duì)(電偶)(未圖 示)。氧化裝置32還具備由控制裝置全部操作的計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的主控制 部92。主控制部92根據(jù)其上附帶的存儲(chǔ)部中預(yù)先存儲(chǔ)的氧化處理的處 理方案例如形成的膜的膜厚和組成，進(jìn)行后述的氧化處理。在該存儲(chǔ) 部中還作為預(yù)先控制數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)有處理氣體流量與膜的膜厚和組成的 關(guān)系。從而，主控制部92可以根據(jù)這些存儲(chǔ)的處理方案和控制數(shù)據(jù)， 控制升降機(jī)構(gòu)55、氣體供給系統(tǒng)58、 60、 61、排氣系統(tǒng)84 (包括閥單 元88)、加熱器82等。圖12是示出圖1圖示的裝置的主控制部92的概括結(jié)構(gòu)的方框圖。 主控制部92具有CPU210，在其上連接有存儲(chǔ)部212、輸入部214、輸 出部216等。在存儲(chǔ)部212中存儲(chǔ)有處理程序和處理方案。輸入部214 包括用于與使用者對(duì)話的輸入裝置，例如鍵盤和指示設(shè)備以及存儲(chǔ)介 質(zhì)的驅(qū)動(dòng)等。輸出部216輸出用于控制處理裝置的各機(jī)器的控制信號(hào)。 圖12還一并示出可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行裝卸的存儲(chǔ)介質(zhì)218。后述的氧化方法作為用于在處理器上執(zhí)行的程序指令，可以記錄 在可由計(jì)算機(jī)讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中而適用于各種半導(dǎo)體處理裝置?；蛘?該種程序指令可以由通信介質(zhì)傳送而適用于各種半導(dǎo)體處理裝
等?？刂瓢雽?dǎo)體處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)通過讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的 程序指令，在處理器上執(zhí)行程序指令來執(zhí)行后述的方法。接下來，說明采用圖1中示出的裝置進(jìn)行的氧化方法。概括地說， 在該氧化方法中， 一邊對(duì)裝入有晶片W的處理區(qū)域35進(jìn)行排氣，一 邊向處理區(qū)域35中供給包括02氣體的氧化性氣體和包括H2氣體的還原性氣體。氧化性氣體和還原性氣體被供給到處理區(qū)域35中，通過加 熱器82的熱而被活化。據(jù)此，使氧化性氣體和還原性氣體發(fā)生反應(yīng)， 在處理區(qū)域35內(nèi)生成氧活性種和氫氧根活性種，使用其對(duì)晶片W的 表面進(jìn)行氧化處理。在氧化裝置32沒有裝載有半導(dǎo)體晶片W的待機(jī)狀態(tài)時(shí)，將處理 區(qū)域35維持在比處理溫度低的溫度上。在處理時(shí)，首先將支撐有多片 例如50~200片300mm尺寸的晶片W的常溫晶舟42裝載到設(shè)定在規(guī) 定溫度的處理容器34內(nèi)。晶片例如由硅基板構(gòu)成，在其表面上全部或 部分露出成為氧化對(duì)象的硅或氧化硅膜(也有進(jìn)行處理的是金屬膜、 氮化膜等的情形)。接下來，進(jìn)行待機(jī)，直到對(duì)處理容器34內(nèi)進(jìn)行真 空排氣維持在規(guī)定的處理壓力上，同時(shí)使晶片溫度上升穩(wěn)定在氧化用 的處理溫度上。接下來，分別從分散噴嘴62、 64中供給包括()2氣體 的氧化性氣體和包括H2氣體的還原性氣體，同時(shí)進(jìn)行流量控制。這時(shí) 一邊使晶舟42轉(zhuǎn)動(dòng)， 一邊對(duì)支撐在晶舟42上的晶片W表面的硅進(jìn)行 氧化形成氧化硅膜(Si02)。從氣體分散噴嘴62的氣體噴射孔62A供給包括02氣體的氧化性 氣體。從氣體分散噴嘴64的氣體噴射孔64A供給包括H2氣體的還原 性氣體。這時(shí)，由夾著處理區(qū)域35與氣體噴射孔62A、 64A相對(duì)的在 上下方向上伸長(zhǎng)的排氣口 74對(duì)處理區(qū)域35進(jìn)行排氣。據(jù)此對(duì)晶舟42 上的多個(gè)晶片W形成氧化性氣體和還原性氣體的平行氣流。導(dǎo)入到處 理區(qū)域34內(nèi)的02氣體和H2氣體在處理區(qū)域35內(nèi)擴(kuò)散的同時(shí)通過加 熱器82的熱而被活化，發(fā)生燃燒反應(yīng)。在該反應(yīng)過程中，生成氧活性 種(0*)、氫氧根活性種(0H*)和水蒸氣(H20)(符號(hào)"*"表示自 由基)，通過它們氧化晶片表面的硅形成氧化硅膜。這樣， 一邊對(duì)晶片W形成氧化性氣體和還原性氣體的平行氣流， 一邊通過加熱器82進(jìn)行加熱，使它們發(fā)生燃燒反應(yīng)，由此產(chǎn)生氧化所
需要的活性種。據(jù)此，全部產(chǎn)生大量的活性種，使它們用于晶片表面 的氧化，能夠以高的速度形成氧化膜。在過去的裝置的情形下，隨著在處理區(qū)域內(nèi)的氣體流束從上游側(cè) 前進(jìn)到下游側(cè)，在該過程中由于氧化使活性種逐漸被消耗。因此，隨 晶片表面的圖案形狀(表面積)和膜種類的不同，活性種的消耗量有 發(fā)生很大變化的傾向。在該情形下，為了維持膜厚的高重現(xiàn)性，根據(jù) 晶片表面的圖案面積和膜種類的變化求出最優(yōu)化的氣體流量等處理?xiàng)l 件的予調(diào)整操作非常復(fù)雜。但是，根據(jù)本實(shí)施方式的方法，如上所述， 一邊對(duì)晶片w形成氧化性氣體和還原性氣體的平行氣流， 一邊通過加熱器82進(jìn)行加熱，使 它們發(fā)生燃燒反應(yīng)。在該情形下，能夠?qū)瞎┙o大量的活性種， 能夠相對(duì)抑制活性種的變化率。其結(jié)果是，如上所述，即使晶片表面 的圖案面積和膜種類發(fā)生變化，也能夠抑制針對(duì)其調(diào)整處理?xiàng)l件的必 要性。因此，能夠使最優(yōu)化的氣體流量等處理?xiàng)l件的調(diào)整操作簡(jiǎn)單化。 雖然上述氧化處理的處理?xiàng)l件如下，但是并不限定于下面的條件。即，處理溫度在45(TC 110(TC的范圍內(nèi)，考慮到下層元件等的耐熱性， 優(yōu)選在45(TC 75(TC的范圍內(nèi)。處理溫度低于45(TC時(shí)，不能充分產(chǎn)生 上述的活性種(自由基)。處理溫度高于IIO(TC時(shí)，超過處理容器34 和晶舟42等的耐熱溫度，不能進(jìn)行安全的處理。處理壓力在 50mTorr 20Torr (lTorr= 133Pa)的范圍內(nèi)，典型地為5Torr以下，優(yōu) 選3.5Torr以下，更優(yōu)選1Torr以下，例如0,35Torr。處理壓力大于20Torr時(shí)，不能充分產(chǎn)生上述的活性種。02氣體的流量例如在10 30000sccm的范圍內(nèi)。H2氣體的流量例 如在1 100000sccm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在500 10000sccm的范圍內(nèi)。但是氣體流量取決于處理容器34的大小。另外，處理時(shí)間取決于要形成的 氧化膜的膜厚。<實(shí)驗(yàn)1:成膜速度(膜厚)>對(duì)于上述實(shí)施方式的氧化裝置，對(duì)氫濃度和成膜速度(膜厚)間 的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為實(shí)施例PE1，在圖l圖示的裝置中，采用02氣 體和H2氣體通過上述實(shí)施方式的方法進(jìn)行氧化處理。實(shí)施例PE1的處 理?xiàng)l件是處理溫度750。C，處理壓力0.35 Torr， 02的流量2slm (每 分鐘標(biāo)準(zhǔn)升standard liter per minute)(固定)，H2的流量是變化的值 (參數(shù))，處理時(shí)間30分鐘。在比較例CE1中，采用同時(shí)從處理區(qū)域 的下方供給02氣體和H2氣體從上方排氣形式的立式熱處理裝置進(jìn)行 氧化處理。比較例CE1的處理?xiàng)l件是處理溫度850。C，處理壓力0.4 Torr， "02+H2"的流量2.7slm (固定)(但是H2的流量是參數(shù))，處理 時(shí)間30分鐘。圖4是示出實(shí)施例PE1和比較例CE1中，氫濃度([H2/ (H2+ 02) ]xl00) [%]和成膜速度(膜厚)間的關(guān)系的曲線。如圖4所示， 在實(shí)施例PE1和比較例CE1中，膜厚(成膜速度)都隨著氫濃度從零 上升而上升，在氫濃度為30~45%左右時(shí)達(dá)到峰值，然后又下降。但是， 在膜厚的峰值附近，實(shí)施例PE1比比較例CE1的膜厚大lnm左右。另 外，雖然實(shí)施例PE1比比較例CE1處理溫度低IO(TC左右，但是成膜 速度大。從而，確認(rèn)根據(jù)上述實(shí)施方式的裝置與過去裝置相比，能夠 提高成膜速度。<實(shí)驗(yàn)2:膜厚的面內(nèi)均勻性>對(duì)于上述實(shí)施方式的氧化裝置，對(duì)處理壓力和膜厚的面內(nèi)均勻性 的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為實(shí)施例PE2，在圖l圖示的裝置中，采用02氣 體和H2氣體通過上述實(shí)施方式的方法進(jìn)行氧化處理。實(shí)施例PE2的處 理?xiàng)l件是處理溫度750。C，處理壓力是變化的值(參數(shù))，02的流量 2slm， H2的流量lslm，處理時(shí)間30分鐘。在比較例CE2中，與實(shí)驗(yàn) 1相同，采用同時(shí)從處理區(qū)域的下方供給02氣體和H2氣體從上方排氣 形式的立式熱處理裝置進(jìn)行氧化處理。比較例CE2的處理?xiàng)l件是處 理溫度90(TC，處理壓力是變化的值(參數(shù))，02的流量1.8slm. H2的 流量0.9slm，處理時(shí)間20分鐘。圖5是示出實(shí)施例PE2和比較例CE2中處理壓力和氧化膜膜厚的 面內(nèi)均勻性間的關(guān)系的曲線。如圖5所示，在比較例CE2的情形下， 膜厚的面內(nèi)均勻性隨著處理壓力的升高而上升，發(fā)生惡化，在3.5Torr 左右達(dá)到峰值，然后降低變得良好。另一方面，在實(shí)施例PE2的情形 下，膜厚的面內(nèi)均勻性在直到處理壓力3.5Torr左右，與比較例CE2相 同程度或者比其低，性能良好，從3.5Torr左右開始急劇上升。從而， 確認(rèn)了在根據(jù)上述實(shí)施方式的裝置中，如果將處理壓力設(shè)定為3.5Torr (466Pa)以下，能夠提高膜厚的面內(nèi)均勻性。<實(shí)驗(yàn)3:負(fù)載效果>對(duì)于上述實(shí)施方式的氧化裝置，對(duì)負(fù)載效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。所謂負(fù)載 效果指的是取決于晶片表面積等的活性種消耗量的變化對(duì)成膜速度 (膜厚)帶來的影響。消耗的活性種的量隨晶片表面積的大小(隨凹 凸的有無表面積變化)和晶片表面的種類等而發(fā)生很大的變化。例如， 在晶片表面上凹凸多而表面積大的情形下，或者晶片表面處于容易氧 化的硅或金屬露出的狀態(tài)下，活性種的消耗量變大。相反，在晶片表 面積小的情形下，或者晶片表面被難氧化，例如氧化硅膜或氮化硅膜 等覆蓋的情形下，活性種的消耗量變小。作為實(shí)施例PE3、 PE4，在圖l圖示的裝置中，采用02氣體和H2 氣體通過上述實(shí)施方式的方法進(jìn)行氧化處理。實(shí)施例PE3、 PE4的處理 條件是處理溫度75(TC，處理壓力0.35 Torr， 02的流量2slm， H2的 流量0.222slm，處理時(shí)間30分鐘。在比較例CE3、 CE4中，與實(shí)驗(yàn)1 相同，采用同時(shí)從處理區(qū)域的下方供給02氣體和H2氣體而從上方排 氣形式的立式熱處理裝置進(jìn)行氧化處理。比較例CE3、 CE4的處理?xiàng)l 件是處理溫度725。C，處理壓力0.35Torr， 02的流量4.05slm， H2的 流量0.45slm，處理時(shí)間30分鐘。在實(shí)施例PE3、 PE4和比較例CE3、 CE4中，在晶舟42的5個(gè)位 置上裝載由裸硅晶片(硅露出于表面)構(gòu)成的測(cè)定用晶片。測(cè)定用晶 片的位置在高度方向上將晶舟42劃分為5部分，從上端部一側(cè)開始為 TOP (頂部)、T-C (上中部)、CTR (中部)、B-C (底中部)、BTM (底 部)。在實(shí)施例PE3、比較例CE3中，在測(cè)定用晶片以外的晶舟42的 位置裝載表面被Si02膜所被覆的晶片。在實(shí)施例PE4、比較例CE4中， 在測(cè)定用晶片以外的晶舟42的位置上裝載由裸硅晶片構(gòu)成的晶片。圖6是示出實(shí)施例PE3、 PE4和比較例CE3、 CE4中，晶片位置 和氧化膜的膜厚間的關(guān)系的曲線。圖6中重要的一點(diǎn)是負(fù)載效果是否 表現(xiàn)為在晶舟42的高度方向上均等這一點(diǎn)。在比較例CE3、 CE4中，BTM和B-C上的膜厚差幾乎為零，與此 相對(duì)，進(jìn)行到TOP —側(cè)的過程中兩特征曲線的膜厚差逐漸變大，在TOP 一側(cè)產(chǎn)生H1的膜厚差。在該情形下，因?yàn)殡y以維持高的晶片膜厚的面
間均勻性，所以每當(dāng)晶片的表面積和表面的種類發(fā)生變化，就必須進(jìn) 行對(duì)氣體供給量進(jìn)行大的調(diào)整的麻煩的調(diào)整操作。與此相對(duì)，在實(shí)施例PE3、 PE4中，兩特征曲線維持H2的膜厚差 顯示出以大致平行的狀態(tài)變化的形態(tài)。在該情形下，即使晶片的表面 積和表面的種類發(fā)生變化，在面間方向上全部晶片的膜厚均等地變厚 或者變薄。換句話說，負(fù)載效果在晶片的長(zhǎng)度方向上表現(xiàn)為大致均等。 從而，在比較例CE3、 CE4的情形下必須進(jìn)行的用于維持高的晶片膜 厚均勻性的調(diào)整氣體供給量等麻煩的調(diào)整操作沒有必要進(jìn)行或者稍微 進(jìn)行一下就可以。圖7是根據(jù)圖6的曲線求出的由于負(fù)載效果帶來的膜厚差的變化 的曲線。圖7中，曲線CE3-4表示[比較例CE3的值]一[比較例CE4的 值]的特性。曲線PE3-4表示[實(shí)施例PE3的值]—[實(shí)施例PE4的值]的 特性。如圖7所示，曲線CE3-4、 PE3-4都隨著從BTM位置到TOP位 置向上傾斜，膜厚差(落下量)稍微變大。圖8是根據(jù)圖7的曲線以B-C位置的膜厚差為基準(zhǔn)時(shí)求出各位置 的膜厚差的比例的曲線。此外，在這里省略了位置BTM和TOP。圖8 中曲線D (CE3-4)與比較例CE3、 CE4相對(duì)應(yīng)，曲線D (PE3-4)與 實(shí)施例PE3、 PE4相對(duì)應(yīng)。如圖8所示，在根據(jù)比較例的曲線D (CE3-4)的情形下，隨著從 B-C位置到T-C位置一側(cè)，膜厚差的比例達(dá)到257%，變得非常大。如 上所述，這種現(xiàn)象意味著必須進(jìn)行對(duì)氣體供給量等進(jìn)行大的調(diào)整的麻 煩的調(diào)整操作。與此相對(duì)，在根據(jù)實(shí)施例的曲線D (PE3-4)的情形下，即使隨著 從B-C位置到T-C位置一側(cè)，膜厚差的比例也僅僅達(dá)到119%，非常小。 如上所述，這種現(xiàn)象意味著可以不進(jìn)行對(duì)氣體供給量等進(jìn)行調(diào)整的麻 煩的調(diào)整操作，或者稍微進(jìn)行一下調(diào)整操作就可以。<排氣口的變形例>圖9A-C是示出在處理容器中形成的排氣口的形狀變形例的圖。在 圖9A中示出的變形例中，在排氣口 74的開口中設(shè)置例如石英制的排 氣板100，在該排氣板100中形成開口寬度沿縱向變化的縱長(zhǎng)排氣口 76A。在該情形下，該排氣口 76A的寬度隨著到被排出氣體流動(dòng)方向
的下游側(cè)(在圖示實(shí)例中是上方)逐漸變窄。據(jù)此使各晶片間向橫向 流動(dòng)的氣流在晶舟42的上下間更均勻。在圖9B中示出的變形例中，在排氣口 74的開口中設(shè)置有排氣板 100，在該排氣板100中排列形成多個(gè)(4個(gè))面積相同的圓形排氣口 76B。在圖9C中示出的變形例中，在排氣口 74的開口中設(shè)置有排氣板 100，在該排氣板100中排列形成多個(gè)(5個(gè))面積不同的圓形排氣口 76C。該情形下，該排氣口 76 C的開口面積隨著到被排出氣體的流動(dòng) 方向的下游側(cè)(在圖示實(shí)例中是上方)逐漸變小。據(jù)此使各晶片間向 橫向流動(dòng)的氣流在晶舟42的上下間更均勻。<氣體噴嘴的變形例>圖IOA、 B是示出氣體噴嘴的設(shè)置位置的變形例的剖面圖。在圖 IOA中示出的變形例中，不形成前述的噴嘴收容凹部70 (參照?qǐng)D2)， 在容器側(cè)壁和晶片邊緣部分之間的空間中并排設(shè)置上述兩個(gè)氣體噴嘴 62、 64。該結(jié)構(gòu)在處理容器34的側(cè)壁和晶片W的邊緣部分之間存在 足夠空間的情形下有效。在圖IOB中示出的變形例中，兩個(gè)氣體噴嘴62、 64在僅隔開比排 氣口 74的寬度大的規(guī)定間隔Ll的狀態(tài)下設(shè)置。該情形下，兩個(gè)氣體 噴嘴62、 64設(shè)置在處理容器34的一個(gè)半圓弧部分104A中，排氣口 74設(shè)置在另一個(gè)半圓弧部分104B中。該情形下，優(yōu)選在2等分兩氣 體噴嘴62、 64連接線的垂直直線上設(shè)置排氣口 74。一般地說，因?yàn)樵谂c各氣體噴嘴62、 64的氣體噴射孔62A、 64A 接近的區(qū)域中噴射氣體的濃度高，所以存在該氣體抑制活性種的產(chǎn)生 的傾向。因此，如圖IOA所示，使兩氣體噴嘴62、 64相互接近設(shè)置時(shí)， 擔(dān)心抑制活性種產(chǎn)生的作用產(chǎn)生協(xié)合的作用而給膜厚帶來不好的影 響。因此，如圖10B所示，當(dāng)使兩氣體噴嘴62、 64隔開不產(chǎn)生相互影 響的某種程度的間隔L1時(shí)，能夠防止上述不好影響的協(xié)合作用的發(fā)生。圖IIA、 B是示出氣體噴嘴的其它變形例的概括斜視圖和剖面圖。 在圖IIA、 B中示出的變形例中，連接兩個(gè)氣體噴嘴62、 64并將它們 一體化。在這里，雖然各氣體噴嘴62、 64的剖面是矩形，但是其形狀 也可以是圓形等其它形狀。為了形成氣體混合室108，在兩氣體噴嘴 62、 64的氣體噴射孔62A、 64A的氣體噴射方向一側(cè)上通過熔接粘結(jié)
大致半圓弧狀的石英制區(qū)劃壁106。在區(qū)劃壁106上沿其長(zhǎng)度方向(垂 直方向上)以規(guī)定的間隔形成多個(gè)氣體噴射孔iio。氣體噴射孔110被 設(shè)置在晶舟42上的多個(gè)晶片W之間，在水平方向上大致均勻地供給 氣體以對(duì)晶片W形成平行的氣流。從兩氣體噴嘴62、 64的氣體噴射孔62A、 64A噴射出來的02氣 體和H2氣體在氣體混合室108內(nèi)被混合之后，從氣體噴射孔110向晶片W—側(cè)噴射。該情形下，因?yàn)?2氣體和H2氣體兩氣體的混合被促進(jìn)，所以反應(yīng)加速。從而在更低的處理溫度例如40(TC左右的低溫下也 可以進(jìn)行氧化處理。 <其它變形例>在上述實(shí)施方式中，采用02氣體作為氧化性氣體，采用1-12氣體 作為還原性氣體。上述氧化性氣體可以釆用從02、 03和NxO、. (x、 y 是整數(shù))所構(gòu)成的組中選擇的1種以上的氣體。在上述NxOy中例如包 括NO、 N20、 N02等。另夕卜，上述還原性氣體可以采用從由H2、 NH3、 CH4、 HC1、 D (重氫)、D2、 ND3、 CD4、 DC1所構(gòu)成的組中選擇的1 種以上的氣體。在上述實(shí)施方式中，以硅露出于半導(dǎo)體晶片的表面的情形為例進(jìn) 行說明。但是，不限定于此，在氧化硅膜、氮化硅膜、金屬膜、金屬 氧化膜、金屬氮化膜等露出表面的情形下也適用本發(fā)明，可以對(duì)它們 進(jìn)行氧化。此外，在表面上存在氧化硅膜的情形下，通過氧化增加氧 化硅膜的厚度。在上述實(shí)施方式中，以一次可以處理多片晶片的批量式氧化裝置 為例進(jìn)行說明。但是，不限于此，也適用于每次處理1片晶片的片頁 式(單片式)氧化裝置。在上述實(shí)施方式中，對(duì)以半導(dǎo)體晶片為被處理基板為例進(jìn)行說明。 但是，不限于此，本發(fā)明也適用于玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于，包括具有以隔開間隔并且層疊的狀態(tài)收納多個(gè)被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在所述處理區(qū)域的一側(cè)從接近所述被處理基板的氣體供給口向所述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的氣體供給系統(tǒng)，其中所述氣體供給口包括沿著與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)氣體噴射孔；設(shè)置在所述處理容器的周圍并對(duì)所述處理區(qū)域進(jìn)行加熱的加熱器；從夾著所述處理區(qū)域而與所述氣體供給口相對(duì)的排氣口對(duì)所述處理區(qū)域進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)；和控制所述裝置的某個(gè)操作的控制部，所述控制部預(yù)先設(shè)定為使所述氧化性氣體和所述還原性氣體發(fā)生反應(yīng)，在所述處理區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種，使用所述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)所述被處理基板的表面進(jìn)行氧化處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述排氣口存在于與所述處理區(qū)域?qū)?yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度上。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述排氣口形成為越到排氣流的下游側(cè)開口面積變得越小。
4. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述排氣口包括沿著與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)排氣孔。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述氣體供給口包括分別供給所述氧化性氣體和所述還原性氣體的第一和第二氣體供給口 ，所述第一和第二氣體供給口分別包括沿著 與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)第一氣體噴 射孔和多個(gè)第二氣體噴射孔。
6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于.-在所述處理容器中形成有在與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度上存在的凹部，具有所述多個(gè)第一氣體噴射孔的第一噴嘴和 具有所述多個(gè)第二氣體噴射孔的第二噴嘴并排設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)。
7. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述第一和第二氣體供給口以比所述排氣口寬的寬度而間隔開。
8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述氣體供給口形成在混合所述氧化性氣體和所述還原性氣體的混合室的側(cè)壁上，從氣體源向所述混合室內(nèi)供給所述氧化性氣體和所 述還原性氣體。
9. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述氧化性氣體和所述還原性氣體分別從第一和第二氣體供給口噴射到所述混合室內(nèi)，所述第一和第二氣體供給口分別具有沿著與所 述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)第一氣體噴射孔 和多個(gè)第二氣體噴射孔。
10. 如權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體處理用氧化裝置，其特征在于 所述氣體供給系統(tǒng)具有所述氧化性氣體和所述還原性氣體的氣體源，所述氧化性氣體含有選自02、 03和NxOy (x、 y是整數(shù))中的1 種以上的氣體，所述還原性氣體含有選自H2、 NH3、 CH4、 HC1、 D (重 氫)、D2、 ND3、 CD4、 DC1中的l種以上的氣體。
11. 一種半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于，包括 在處理容器的處理區(qū)域內(nèi)以隔開間隔并層疊的狀態(tài)收納多個(gè)被處理基板的工序；在所述處理區(qū)域的一側(cè)上從接近所述被處理基板的氣體供給口向 所述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的工序，其中所述氣體供 給口包括沿著與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多 個(gè)氣體噴射孔；通過由在所述處理容器的周圍設(shè)置的加熱器對(duì)所述處理區(qū)域進(jìn)行加熱，使所述氧化性氣體和所述還原性氣體活化的工序；從夾著所述處理區(qū)域而與所述氣體供給口相對(duì)的排氣口對(duì)所述處 理區(qū)域進(jìn)行排氣，使所述氧化性氣體和所述還原性氣體沿著所述被處理基板的表面流動(dòng)的工序；使所述氧化性氣體和所述還原性氣體發(fā)生反應(yīng)而在所述處理區(qū)域 內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種的工序；和使用所述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)所述被處理基板的表面進(jìn)行 氧化處理的工序。
12. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于 所述被處理基板的所述表面限定為硅或者氧化硅層。
13. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于所述氧化處理的處理壓力設(shè)定為50mTorr 20Torr以下。
14. 如權(quán)利要求11中記載的方法，其特征在于 所述氧化處理的處理溫度設(shè)定為400 1100°C。
15. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于 所述氧化性氣體含有選自02、 03和NxOy (x、 y是整數(shù))中的1種以上的氣體，所述還原性氣體含有選自H2、 NH3、 CH4、 HC1、 D (重 氫)、D2、 ND3、 CD4、 DC1中的l種以上的氣體。
16. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于 所述排氣口存在于與所述處理區(qū)域?qū)?yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度上。
17. 如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于 所述排氣口形成為越到排氣流的下游側(cè)開口面積變得越小。
18. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于所述氣體供給口包括分別供給所述氧化性氣體和所述還原性氣體 的第一和第二氣體供給口，所述第一和第二氣體供給口分別包括沿著 與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)第一氣體噴 射孔和多個(gè)第二氣體噴射孔。
19. 如權(quán)利要求ll所述的半導(dǎo)體處理用的氧化方法，其特征在于 所述氣體供給口形成在混合所述氧化性氣體和所述還原性氣體的混合室的側(cè)壁上，從氣體源向所述混合室內(nèi)供給所述氧化性氣體和所 述還原性氣體。
20. —種包括用于在處理器上執(zhí)行的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)， 其特征在于在由處理器執(zhí)行所述程序指令時(shí)，控制半導(dǎo)體處理用氧化裝置執(zhí)行 氧化被處理基板的表面的氧化方法，所述方法包括在處理容器的處理區(qū)域內(nèi)以隔開間隔并層疊的狀態(tài)收納多個(gè)被處 理基板的工序；在所述處理容器的一側(cè)從接近所述被處理基板的氣體供給口向所 述處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的工序，其中所述氣休供給 口包括沿著與所述處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度配置的多個(gè) 氣體噴射孔；通過由在所述處理容器的周圍設(shè)置的加熱器對(duì)所述處理區(qū)域進(jìn)行 加熱，使所述氧化性氣體和所述還原性氣體活化的工序；從夾著所述處理區(qū)域而與所述氣體供給口相對(duì)的排氣口對(duì)所述處 理區(qū)域進(jìn)行排氣，使所述氧化性氣體和所述還原性氣體沿著所述被處 理基板的表面流動(dòng)的工序；使所述氧化性氣體和所述還原性氣體發(fā)生反應(yīng)而在所述處理區(qū)域 內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種的工序；和使用所述氧活性種和氫氧根活性種對(duì)所述被處理基板的表面進(jìn)行 氧化處理的工序。
全文摘要
一種半導(dǎo)體處理用的氧化裝置，包括從位于處理容器的處理區(qū)域的一側(cè)上的接近被處理基板的氣體供給口向處理區(qū)域供給氧化性氣體和還原性氣體的供給系統(tǒng)。氣體供給口包括沿著與處理區(qū)域相對(duì)應(yīng)的上下方向的整個(gè)長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)氣體噴射孔。在處理容器的周圍設(shè)置加熱處理區(qū)域的加熱器?？刂撇款A(yù)先設(shè)定為使氧化性氣體和還原性氣體發(fā)生反應(yīng)而在處理區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生氧活性種和氫氧根活性種，使用氧活性種和氫氧根活性種對(duì)被處理基板的表面進(jìn)行氧化處理。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101165856SQ20071019448
公開日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者中島滋, 小川淳, 藤田武彥, 長(zhǎng)谷部一秀 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社