(57)【要約】【課題】ゲート酸化膜の形成温度を低下させ、欠陥の少ないゲート酸化膜形成装置を得る。【解決手段】本発明のゲート酸化膜形成装置は、ガス導入口５ａとガス排出口５ｂを有するチャンバと、その内部に設けられシリコンのウェハ７を保持する保持台とを備え、不活性ガスや酸化性ガスを導入してウェハの表面にゲート酸化膜を形成するもので、前記シリコンウェハから離れた位置に設けられ７００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源２と、光源の光によって雰囲気を活性化できる光触媒１とを備えたものである。また、光触媒は、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３のうち、少なくとも１つとし、これを光源の表面に固着させるか、または光を透過する平板に固着させたものである。【選択図】    図１
2004214493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口とガス排出口を有するチャンバと、その内部に設けられシリコンウェハを保持する保持台とを備え、不活性ガスや酸化性ガスを導入して前記シリコンウェハの表面にゲート酸化膜を形成するゲート酸化膜形成装置において、
前記シリコンウェハから離れた位置に設けられ７００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源の光によって雰囲気を活性化できる光触媒とを備えたことを特徴とするゲート酸化膜形成装置。
【請求項２】
前記光触媒は、前記光源の表面に固着させたものであることを特徴とする請求項１記載のゲート酸化膜形成装置。
【請求項３】
前記光触媒は、光を透過する平板に固着させたことを特徴とする請求項１記載のゲート酸化膜形成装置。
【請求項４】
前記光触媒は、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３のうち、少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のゲート酸化膜形成装置。
【請求項５】
前記光源の近傍に、前記光触媒と前記シリコンウェハとの距離を調整する駆動部を備えたことを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１項に記載のゲート酸化膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハに酸化シリコン膜を形成するゲート酸化膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のゲート酸化膜形成装置として、図４に示すようなものがある。図４は、従来のゲート酸化膜形成装置の構成を示す側断面図である。
このような装置を用いたゲート酸化膜の形成方法について概略を述べる。
まず、ウェハ７の表面の自然酸化膜をフッ酸により取り除く。シリコンが露出したウェハ７をウェハホルダ１１に保持し、石英容器１０の中に設置する。ガス導入手段５により、窒素ガスなどの不活性雰囲気にし、加熱手段１２により、８００〜１０００℃程度まで昇温する。その後、石英容器１０内の雰囲気をガス導入手段５により、酸素を含む酸化性ガスに置換し、所定時間一定温度に保つ。このようにして、シリコンウェハのゲート酸化膜の形成を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４９２８５号公報（第１１−１３頁、第７図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のゲート酸化膜形成装置では、１０００℃程度の高温で処理を行うために、シリコンとシリコン酸化膜との間に熱歪みによる欠陥が生じ、電気的特性が劣化するという問題があった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、シリコン酸化膜形成時の温度を低下させ、シリコンとシリコン酸化膜との間に熱歪みによる欠陥発生を抑制することができるゲート酸化膜形成方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、ガスの導入口と排出口を有するチャンバと、その内部に設けられシリコンウェハを保持する保持台とを備え、不活性ガスや酸化性ガスを導入して前記シリコンウェハの表面にゲート酸化膜を形成するゲート酸化膜形成装置において、前記シリコンウェハから一定距離離れた位置に設けられ７００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源の光によって雰囲気を活性化できる光触媒とを備えたものである。このようになっているため、酸化還元力の大きい光触媒により、低温でシリコン酸化膜を形成することができる。
また、請求項２に記載の発明は、前記光触媒を前記光源の表面に固着させたものである。このようになっているため、酸化還元力の大きい光触媒により、シリコンウェハ表面を酸化することができる。
また、請求項３に記載の発明は、前記光触媒は、光を透過する平板に固着させたものである。このようになっているため、酸化還元力の大きい光触媒により、シリコンウェハ表面を均一に酸化することができる。
また、請求項４に記載の発明は、前記光触媒は、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３のうち、少なくとも１つを含んだものである。このようになっているため、酸化還元力の大きい光触媒を用いることにより、短時間でシリコン酸化膜を形成することができる。
また、請求項５に記載の発明は、光触媒とシリコンウェハとの距離を調整できる距離調整部を備えたものである。このようになっているため、シリコンウェハへ到達する活性種の量を制御でき、低温かつ短時間でシリコン酸化膜を形成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図である。
図において、１は光触媒、２は光源、３は光源ホルダ、４はウェハ支持台、５ａはガス導入口、５ｂはガス排出口、６はチャンバ、７はシリコンウェハである。光触媒１は、光触媒を励起させる光源２の表面にコーティングされており、光源２は、ブラックライトを用いており光源ホルダ３によってチャンバ６に固定されている。
ゲート酸化膜の形成方法について、以下に述べる。
チャンバ６内に搬送されたシリコンウェハ７は、ウェハ支持台４に置かれる。その後、チャンバ６内に、ドライ酸素や水蒸気等を含むガスを導入し光源２から光を照射する。このとき、光触媒１中に電子と正孔が生成される。それらが、光触媒表面に移動し、ドライ酸素や水蒸気などの雰囲気ガスに作用し、スーパーオキサイドアニオンやヒドロキシラジカルなど酸化力の強い活性種を生じる。これらの活性種がシリコンウェハに到達し、表面を酸化することによって、シリコン酸化膜が形成される。光触媒１とシリコンウェハ７との距離は小さいほうが、活性種による酸化作用が大きく、望ましくは１０ｍｍ以下が良い。
上記の光触媒にはＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＮａＴａＯ３、ＩｎＴａＯ４などの光照射により酸化・還元作用を示すものを用いる。これらの光触媒は、酸化還元力が強いので、シリコン酸化膜を短時間で形成することができる。
なお、上記の反応は、常温でも十分に進行するが、熱歪みによる欠陥が生じない程度の温度で加熱することによって、シリコン酸化膜をより短時間で形成することが可能である。
また、本実施例では、光源として、ブラックライトを用いたが  、この他に水銀ランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯などを用いてもよい。
【０００７】
（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図である。
図において、８はガラス板である。
ガラス板８には光触媒１がコーティングされており、シリコンウェハ７と平行になるように光源ホルダ３に取り付けられている。シリコン酸化膜は第１実施例と同様にして形成することができる。
なお、本実施例では、光触媒を付着させるものとして、ガラス板を用いたが、でこの他に石英、透明な塩ビ、アクリル、ポリカーボネートなどを用いてもよい。
【０００８】
（第３実施例）
図３は、本発明の第３実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図である。
図において、９は駆動部である。
駆動部９は、光触媒１がコーティングされたガラス板８を備えた光源ホルダ３に取り付けられており、シリコンウェハ７と光触媒１の距離を調整できるようになっている。駆動部９によって、光触媒１とシリコンウェハ７との距離を調整した後、第１実施例と同様の方法で、シリコン酸化膜を形成することができる。ここでは、駆動部９は光源ホルダ３が取り付けられているが、ウェハ支持台４に取り付け、シリコンウェハ７を上下させることによって、光触媒１とシリコンウェハ７の距離を調整しても良い。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のゲート酸化膜形成装置によれば、光触媒によって酸化力の強い活性種を生成することによって低温でシリコン酸化膜を形成することができるという効果がある。
また、請求項２に記載のゲート酸化膜形成装置によれば、光触媒によって酸化力の強い活性種を生成することによって、低温で均一なシリコン酸化膜を形成できる。
また、請求項３に記載のゲート酸化膜形成装置によれば、シリコンウェハと光触媒を平行に設置させることにより、均一なシリコン酸化膜を形成できる。
また、請求項４に記載のゲート酸化膜形成装置によれば、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３等の酸化還元力の大きい光触媒を用いるので、短時間でシリコン酸化膜を形成することができる。
また、請求項５に記載のゲート酸化膜形成装置によれば、距離を調整することのよって、シリコンウェハへ到達する活性種の量を制御できるので低温かつ短時間でシリコン酸化膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図
【図２】本発明の第２実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図
【図３】本発明の第３実施例を示すゲート酸化膜形成装置の側断面図
【図４】従来のゲート酸化膜形成装置を示す側断面図
【符号の説明】
１  光触媒
２  光源
３  光源ホルダ
４  ウェハ支持台
５ａ    ガス導入口
５ｂ    ガス排出口
６  チャンバ
７  シリコンウェハ
８  ガラス板
９  駆動部
１０  石英容器
１１  ウェハホルダ
１２  加熱手段
【図１】
2004214493.tif 000003
【図２】
2004214493.tif 000004
【図３】
2004214493.tif 000005
【図４】
2004214493.tif 000006