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公開番号2025009917
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024097344
出願日2024-06-17
発明の名称半導体ワークピースのための低圧酸化処理方法及び装置
出願人ベイジンイータウンセミコンダクターテクノロジーカンパニーリミテッド,Beijing E-Town Semiconductor Technology Co., Ltd.
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01L 21/316 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】低圧酸化処理方法及び低圧酸化処理装置の提供。
【解決手段】本発明は、半導体ワークピースのための低圧酸化処理方法及び低圧酸化処理装置を提供する。前記低圧酸化処理方法は、反応チャンバ内の圧力が760トル未満となるように、前記反応チャンバを吸引することと、水素ガスと酸素ガスを含むプロセスガスを前記反応チャンバに注入することと、前記反応チャンバ内の温度を、前記プロセスガスから酸素ラジカルを生成する温度まで上昇させることと、前記半導体ワークピースの表面に酸化物膜を形成するように、前記半導体ワークピースを酸素ラジカルに暴露することと、を含む。本発明の方法によれば、低圧で水素ガスと酸素ガスを含むプロセスガスにより形成された酸素ラジカルを利用して、半導体ワークピースの表面と反応させて酸化物膜を形成することにより、酸化物膜層の均一性をより高め、欠陥をより低減し、酸化深さをより制御しやすくなることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体ワークピースのための低圧酸化処理方法であって、
反応チャンバ内の圧力が７６０トル未満となるように、前記反応チャンバを吸引することと、
水素ガスと酸素ガスを含むプロセスガスを前記反応チャンバに注入することと、
前記反応チャンバ内の温度を、前記プロセスガスから酸素ラジカルを生成する温度まで上昇させることと、
前記半導体ワークピースの表面に酸化物膜を形成するように、前記半導体ワークピースを前記酸素ラジカルに暴露することと、を含む、
低圧酸化処理方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
７５０～１１００℃で前記プロセスガスから酸素ラジカルを生成する、
請求項１に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項３】
前記低圧は、１～２０トルである、
請求項１に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項４】
前記プロセスガスの総流量に対して、水素ガスの流量百分率は、０より大きくかつ３３％以下であり、酸素ガスの流量百分率は、１００％より小さくかつ６７％以上である、
請求項１に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項５】
前記反応チャンバ内の圧力が２０トル未満になった後に、水素ガスの注入を開始する、
請求項１に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項６】
前記プロセスガスの総流量は、２０～６０Ｌ／ｍｉｎである、
請求項１に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項７】
前記プロセスガスは、前記反応チャンバの側面、又は頂面、又は側面及び頂面の両面から注入される、
請求項１～６のいずれか１項に記載の低圧酸化処理方法。
【請求項８】
半導体ワークピースのための低圧酸化処理装置であって、
反応チャンバと、少なくとも１つの加熱素子と、真空発生システムと、を備える、
低圧酸化処理装置。
【請求項９】
前記真空発生システムは、真空ポンプと、センサと、制御弁と、を有する、
請求項８に記載の低圧酸化処理装置。
【請求項１０】
前記反応チャンバの一端の側壁に位置する少なくとも１つのプロセスガス注入口をさらに備える、
請求項８に記載の低圧酸化処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造分野に関し、特に半導体ワークピースのための低圧酸化方法及び装置に関し、より具体的には低圧酸素ラジカル酸化方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ワークピース、特にシリコンウェーハの酸化方法は、通常、Ｏ
２
、Ｈ
２
Ｏ／Ｈ
２
、Ｈ
２
Ｏ／Ｏ
２
、Ｏ
２
／Ｈ
２
の雰囲気で熱処理を行う。従来の熱処理プロセスには、溶融炉処理、高速熱処理などの方法が含まれてもよい。これらの方法では、シリコンウェーハの表面に酸化物を成長させるための活性化エネルギーを提供するために、通常、酸化システム内の温度が７００℃を超える必要がある。しかしながら、温度が７００℃より低いと、酸化不足を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、半導体ワークピースのための低圧酸化処理方法及び低圧酸化処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、半導体ワークピースのための低圧酸化処理方法を提供し、この低圧酸化処理方法は、
反応チャンバ内の圧力が７６０トル未満となるように、前記反応チャンバを吸引することと、
水素ガスと酸素ガスを含むプロセスガスを前記反応チャンバに注入することと、
前記反応チャンバ内の温度を、前記プロセスガスから酸素ラジカルを生成する温度まで上昇させることと、
前記半導体ワークピースの表面に酸化物膜を形成するように、前記半導体ワークピースを酸素ラジカルに暴露することと、を含む。
【０００５】
本発明の他の態様では、半導体ワークピースのための低圧酸化処理装置を提供し、この低圧酸化処理装置は、反応チャンバと、少なくとも１つの加熱素子と、真空形成システムとを備える。
【０００６】
本発明の低圧酸化処理方法によれば、酸素ラジカルを利用して酸化物膜層の成長を促進することにより、酸化物膜層の均一性を高め、酸化物膜層の欠陥を低減させることができる。
【０００７】
ここに記載された内容は、本発明の実施例のキーポイント又は重要な特徴を記述することを意図せず、また、本発明の範囲を制限することにも用いられないことを理解すべきである。本発明の他の特徴については、下記の明細書を通して理解を促すことができる。
【０００８】
添付図面は、本方案をより良く理解するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態に係る低圧酸化処理装置の平面図である。
本発明の一実施形態に係る低圧酸化処理装置の右側面図である。
酸素ガスによるシリコンウェーハの酸化過程を示す概略図である。
酸素ラジカルによるシリコンウェーハの酸化過程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本開示の例示的な実施例を説明し、説明において理解を助けるために本開示の実施例の様々な詳細を含めるが、これらは単に例示的なものとみなされるべきである。したがって、当業者は、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、本明細書に記載された実施例に様々な変更及び修正を加えることができることを認識すべきである。同様に、以下の説明では、周知の機能及び構造の説明は、明確化及び簡潔化のために省略されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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