JPH05132393A - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
- Publication number
- JPH05132393A JPH05132393A JP29317491A JP29317491A JPH05132393A JP H05132393 A JPH05132393 A JP H05132393A JP 29317491 A JP29317491 A JP 29317491A JP 29317491 A JP29317491 A JP 29317491A JP H05132393 A JPH05132393 A JP H05132393A
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- JP
- Japan
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- raw material
- reaction
- concentration
- vapor deposition
- chemical vapor
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 原料蒸気濃度を連続的に測定することによ
り、保守性の優れた、膜厚再現性の高い化学気相成長装
置を得ることを目的とする。 【構成】 赤外線の発生する光源１０と、ガスヘッド８
の両側部に設けられた赤外線を透過する赤外線透過窓９
と、ガスヘッド８内をＴＥＯＳの濃度に比例して吸収す
る赤外線の量を測定する分光および検出器１１とを備え
たものである。
り、保守性の優れた、膜厚再現性の高い化学気相成長装
置を得ることを目的とする。 【構成】 赤外線の発生する光源１０と、ガスヘッド８
の両側部に設けられた赤外線を透過する赤外線透過窓９
と、ガスヘッド８内をＴＥＯＳの濃度に比例して吸収す
る赤外線の量を測定する分光および検出器１１とを備え
たものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、原料液体を気化させ
た蒸気を用いて被処理物としての半導体ウエハに薄膜を
形成する化学気相成長装置に関するものである。
た蒸気を用いて被処理物としての半導体ウエハに薄膜を
形成する化学気相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の化学気相成長装置の一例を
示す構成図であり、図において、１は原料液体Ａ1 とし
てＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4 の入った容器、２は原料液体Ａ1 の気化器、３は気化
された原料蒸気Ａ2 を輸送するためのキャリアーガスＢ
の流量制御装置、４は原料蒸気Ａ2 と反応して膜を形成
させる酸素とオゾンの混合ガスからなる反応ガスＣの流
量制御装置、５は反応生成膜（図示せず）が形成される
半導体ウエハ６を保持する加熱用のステージ、７は反応
室、８はステージ５と間隔をもって設けられ、反応室７
内に原料蒸気Ａ2と反応ガスＣとを供給するためのガス
ヘッドである。
示す構成図であり、図において、１は原料液体Ａ1 とし
てＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4 の入った容器、２は原料液体Ａ1 の気化器、３は気化
された原料蒸気Ａ2 を輸送するためのキャリアーガスＢ
の流量制御装置、４は原料蒸気Ａ2 と反応して膜を形成
させる酸素とオゾンの混合ガスからなる反応ガスＣの流
量制御装置、５は反応生成膜（図示せず）が形成される
半導体ウエハ６を保持する加熱用のステージ、７は反応
室、８はステージ５と間隔をもって設けられ、反応室７
内に原料蒸気Ａ2と反応ガスＣとを供給するためのガス
ヘッドである。
【０００３】このように構成された従来の化学気相成長
装置においては、予めステージ５上で加熱された被処理
物である半導体ウエハ６に、ガスヘッド８から吹き出さ
れた原料蒸気Ａ2 と反応ガスＣとの混合気を供給するこ
とにより、半導体ウエハ６上に反応生成膜が形成され
る。
装置においては、予めステージ５上で加熱された被処理
物である半導体ウエハ６に、ガスヘッド８から吹き出さ
れた原料蒸気Ａ2 と反応ガスＣとの混合気を供給するこ
とにより、半導体ウエハ６上に反応生成膜が形成され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の化学気相成長装
置は以上のように構成されているので、反応生成膜の成
長速度がガスヘッド８から半導体ウエハ６に供給される
原料蒸気Ａ2 の濃度に依存するため、反応生成膜の膜厚
の再現性を高めるためには、原料蒸気Ａ2 の供給速度を
一定に維持することが必要である。このため、原料蒸気
Ａ2 の供給量を連続的に観察し、気化器２とガスヘッド
８との配管で加熱不足によりＴＥＯＳが凝縮し、変動が
見られた場合には早急に原料蒸気Ａ2 の供給装置の補修
を行なうことが望ましい。しかし、従来の化学気相成長
装置では、原料蒸気Ａ2 の供給量を連続的に観察するこ
とはできないため、膜厚の変動が観察されてから原因の
究明が始まることになり、この間装置を停止あるいは不
良動作を続けなければならず、生産性は低いという課題
があった。
置は以上のように構成されているので、反応生成膜の成
長速度がガスヘッド８から半導体ウエハ６に供給される
原料蒸気Ａ2 の濃度に依存するため、反応生成膜の膜厚
の再現性を高めるためには、原料蒸気Ａ2 の供給速度を
一定に維持することが必要である。このため、原料蒸気
Ａ2 の供給量を連続的に観察し、気化器２とガスヘッド
８との配管で加熱不足によりＴＥＯＳが凝縮し、変動が
見られた場合には早急に原料蒸気Ａ2 の供給装置の補修
を行なうことが望ましい。しかし、従来の化学気相成長
装置では、原料蒸気Ａ2 の供給量を連続的に観察するこ
とはできないため、膜厚の変動が観察されてから原因の
究明が始まることになり、この間装置を停止あるいは不
良動作を続けなければならず、生産性は低いという課題
があった。
【０００５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、原料蒸気濃度を連続的に測定す
ることにより、保守性に優れた、膜厚再現性の高い化学
気相成長装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、原料蒸気濃度を連続的に測定す
ることにより、保守性に優れた、膜厚再現性の高い化学
気相成長装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る化学気相成長装置は、所定の波長の光を発生させる光
源と、ガスヘッド内を透過する光の量を検出し、原料蒸
気の濃度を検出する濃度検出手段とを備えたものであ
る。
る化学気相成長装置は、所定の波長の光を発生させる光
源と、ガスヘッド内を透過する光の量を検出し、原料蒸
気の濃度を検出する濃度検出手段とを備えたものであ
る。
【０００７】この発明の請求項２に係る化学気相成長装
置は、反応室に連結されたセルと、このセルに指向して
おり所定の波長の光を発生させる光源と、セルの内を透
過する光の量を検出し反応室に送られる原料蒸気の濃度
を検出する濃度検出手段とを備えたものである。
置は、反応室に連結されたセルと、このセルに指向して
おり所定の波長の光を発生させる光源と、セルの内を透
過する光の量を検出し反応室に送られる原料蒸気の濃度
を検出する濃度検出手段とを備えたものである。
【０００８】
【作用】この発明における化学気相成長装置は、濃度検
出手段により、反応室内に供給される原料蒸気の供給量
を連続的に観察することが可能になり、濃度の変動が見
られた場合には早急に原料蒸気供給装置の補修を行なう
ことができる。
出手段により、反応室内に供給される原料蒸気の供給量
を連続的に観察することが可能になり、濃度の変動が見
られた場合には早急に原料蒸気供給装置の補修を行なう
ことができる。
【０００９】
実施例１．以下、この発明を図に示す実施例によって詳
細に説明する。図１はこの発明の実施例１の化学気相成
長装置を示す構成図であり、図５と同一または相当部分
は同一の符号を付し、その説明は省略する。図１におい
て、９はガスヘッド８の側面に設けられた例えばＫＢｒ
製の赤外線透過窓、１０は赤外線の光源、１１は赤外線
Ｄの分光および検出器、１２は検出器１１の信号を処理
し原料蒸気Ａ2 の濃度の経時変化を表示する計算機であ
り、分光および検出器１１、並びに計算機１２により濃
度検出手段を構成する。
細に説明する。図１はこの発明の実施例１の化学気相成
長装置を示す構成図であり、図５と同一または相当部分
は同一の符号を付し、その説明は省略する。図１におい
て、９はガスヘッド８の側面に設けられた例えばＫＢｒ
製の赤外線透過窓、１０は赤外線の光源、１１は赤外線
Ｄの分光および検出器、１２は検出器１１の信号を処理
し原料蒸気Ａ2 の濃度の経時変化を表示する計算機であ
り、分光および検出器１１、並びに計算機１２により濃
度検出手段を構成する。
【００１０】図２には原料蒸気Ａ2 としてＴＥＯＳ
（（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 の赤外
吸収曲線を示す。赤外吸収測定条件は、赤外吸収長１０
ｃｍ、圧力ＴＥＯＳ濃度０．２７ｖｏｌ％、温度８０℃
である。波数４００から４０００ｃｍ-1の間にいくつか
の強い吸収が存在している。このうち、１３９４〜２９
８１ｃｍ-1の吸収について作成した濃度校正曲線を図３
に示す。液体ＴＥＯＳの供給速度を横軸にまたガス化し
たＴＥＯＳの赤外線透過率を縦軸に対数でとると、直線
が得られ、これより吸収特性から逆にＴＥＯＳの供給速
度が測定できることになる。
（（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 の赤外
吸収曲線を示す。赤外吸収測定条件は、赤外吸収長１０
ｃｍ、圧力ＴＥＯＳ濃度０．２７ｖｏｌ％、温度８０℃
である。波数４００から４０００ｃｍ-1の間にいくつか
の強い吸収が存在している。このうち、１３９４〜２９
８１ｃｍ-1の吸収について作成した濃度校正曲線を図３
に示す。液体ＴＥＯＳの供給速度を横軸にまたガス化し
たＴＥＯＳの赤外線透過率を縦軸に対数でとると、直線
が得られ、これより吸収特性から逆にＴＥＯＳの供給速
度が測定できることになる。
【００１１】原料蒸気供給装置に何等かの異常が発生し
た場合には、ただちに原料蒸気Ａ2の供給量の変動から
異常を検知し、その異常が許容範囲内のものかどうかを
判断し、必要に応じて原料蒸気供給装置の補修をおこな
うことができる。また、場合によっては、原料蒸気の供
給量の変動に応じて、成膜時間の短縮あるいは延長を行
い膜厚を目標値に制御することも可能になる。
た場合には、ただちに原料蒸気Ａ2の供給量の変動から
異常を検知し、その異常が許容範囲内のものかどうかを
判断し、必要に応じて原料蒸気供給装置の補修をおこな
うことができる。また、場合によっては、原料蒸気の供
給量の変動に応じて、成膜時間の短縮あるいは延長を行
い膜厚を目標値に制御することも可能になる。
【００１２】実施例２．図４においては、１３はガスヘ
ッド８と気化器２との間に設けられたセルであり、この
セル１３内でＴＥＯＳの供給量の変動を検知する。
ッド８と気化器２との間に設けられたセルであり、この
セル１３内でＴＥＯＳの供給量の変動を検知する。
【００１３】なお、今回はＴＥＯＳを例に説明を行った
が、これに限るものではなく、一定の波長の光を吸収す
る液体原料蒸気であれば全てに適用できることはいうま
でもない。また、原料蒸気・ガスが複数種類あった場合
にも、それぞれの分子に特有の吸収波数を選定すること
により、各独立に供給量の測定が可能になる。さらに、
赤外吸収測定用に赤外光源と分光器と検出器とを用いて
いるが、半導体レーザーを用いれば分光器が無くても同
様のシステムを構築できる。この場合、半導体レーザー
と半導体光検出器を赤外吸収セル中に設置することも可
能であり、赤外透過窓が不要になる。
が、これに限るものではなく、一定の波長の光を吸収す
る液体原料蒸気であれば全てに適用できることはいうま
でもない。また、原料蒸気・ガスが複数種類あった場合
にも、それぞれの分子に特有の吸収波数を選定すること
により、各独立に供給量の測定が可能になる。さらに、
赤外吸収測定用に赤外光源と分光器と検出器とを用いて
いるが、半導体レーザーを用いれば分光器が無くても同
様のシステムを構築できる。この場合、半導体レーザー
と半導体光検出器を赤外吸収セル中に設置することも可
能であり、赤外透過窓が不要になる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の化学気
相成長装置によれば、反応室内に供給される原料蒸気の
供給量を連続的に観察することが可能となり、濃度の変
動が見られた場合には早急に原料蒸気供給装置の補修を
行なうことができ、保守性、膜厚再現性が向上するとい
う効果がある。
相成長装置によれば、反応室内に供給される原料蒸気の
供給量を連続的に観察することが可能となり、濃度の変
動が見られた場合には早急に原料蒸気供給装置の補修を
行なうことができ、保守性、膜厚再現性が向上するとい
う効果がある。
【図１】実施例１の化学気相成長装置を示す構成図であ
る。
る。
【図２】この発明の基礎となるＴＥＯＳ蒸気の赤外吸収
特性の一例のＴＥＯＳの赤外吸収特性図である。
特性の一例のＴＥＯＳの赤外吸収特性図である。
【図３】この発明の基礎となるＴＥＯＳ蒸気の赤外吸収
特性と蒸気供給量との関係を示す図である。
特性と蒸気供給量との関係を示す図である。
【図４】実施例２の化学気相成長装置を示す構成図であ
る。
る。
【図５】従来の化学気相成長装置の一例を示す構成図で
ある。
ある。
６ 半導体ウエハ ７ 反応室 ８ ガスヘッド １０ 赤外線の光源 １１ 赤外線Ｄの分光及び検出器 １２ 計算機 １３ セル
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/205 7454−4Ｍ (72)発明者 川原 孝昭 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウエハの入った反応室にガスヘッ
ドを通じて原料蒸気と反応ガスとを供給し、半導体ウエ
ハの表面に原料蒸気と反応ガスとの反応により反応生成
膜を形成する化学気相成長装置において、所定の波長の
光を発生させる光源と、前記ガスヘッドの内部を透過す
る前記光の量を検出し前記原料蒸気の濃度を検出する濃
度検出手段とを備えたことを特徴とする化学気相成長装
置。 - 【請求項２】 半導体ウエハの入った反応室に原料蒸気
と反応ガスとを供給し、半導体ウエハの表面に原料蒸気
と反応ガスとの反応により反応生成膜を形成する化学気
相成長装置において、前記反応室に連結されたセルと、
このセルに指向しており所定の波長の光を発生させる光
源と、前記セルの内部を透過する前記光の量を検出し前
記反応室に送られる前記原料蒸気の濃度を検出する濃度
検出手段とを備えたことを特徴とする化学気相成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29317491A JP2908920B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29317491A JP2908920B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05132393A true JPH05132393A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2908920B2 JP2908920B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17791372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29317491A Expired - Fee Related JP2908920B2 (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908920B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188932A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-07-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 赤外線センサを有するワークピース処理装置および方法 |
| US7191545B2 (en) | 2004-07-07 | 2007-03-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus to dry substrates |
| WO2020203281A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社フジキン | 濃度測定装置 |
-
1991
- 1991-11-08 JP JP29317491A patent/JP2908920B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188932A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-07-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 赤外線センサを有するワークピース処理装置および方法 |
| US7191545B2 (en) | 2004-07-07 | 2007-03-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus to dry substrates |
| WO2020203281A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社フジキン | 濃度測定装置 |
| KR20210091313A (ko) * | 2019-03-29 | 2021-07-21 | 가부시키가이샤 후지킨 | 농도 측정 장치 |
| CN113508287A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-10-15 | 株式会社富士金 | 浓度测定装置 |
| TWI756651B (zh) * | 2019-03-29 | 2022-03-01 | 日商富士金股份有限公司 | 濃度測量裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2908920B2 (ja) | 1999-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |