JPH05335250A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH05335250A JPH05335250A JP13838592A JP13838592A JPH05335250A JP H05335250 A JPH05335250 A JP H05335250A JP 13838592 A JP13838592 A JP 13838592A JP 13838592 A JP13838592 A JP 13838592A JP H05335250 A JPH05335250 A JP H05335250A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- measuring
- reactor
- wafers
- heater
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ボンベ１，２より供給された原料ガスは、流量
制御器３，４により流量一定に保たれ、予熱器１２にお
いて加熱され反応器９に導入される。このとき、質量分
析器１７により原料ガスの分析が行なわれ、その信号に
応じて加熱制御器１８によってヒータ１３の温度が制御
される。反応器９に導入されたガスによりウェハ７上に
膜が生成される。 【効果】ウェハ内及び多数のウェハ間の薄膜の成膜速
度，組成，膜質の制御ができ、均一な膜を生成すること
ができる。
制御器３，４により流量一定に保たれ、予熱器１２にお
いて加熱され反応器９に導入される。このとき、質量分
析器１７により原料ガスの分析が行なわれ、その信号に
応じて加熱制御器１８によってヒータ１３の温度が制御
される。反応器９に導入されたガスによりウェハ７上に
膜が生成される。 【効果】ウェハ内及び多数のウェハ間の薄膜の成膜速
度，組成，膜質の制御ができ、均一な膜を生成すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造における成
膜技術に係り、特に、ウェハ内及び多数のウェハ間の均
一な膜厚分布ならびに目的とする膜質を得るためのＣＶ
Ｄ装置に関する。
膜技術に係り、特に、ウェハ内及び多数のウェハ間の均
一な膜厚分布ならびに目的とする膜質を得るためのＣＶ
Ｄ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン（ポリシリコン）膜は、
半導体のゲート配線等の半導体素子材料として広く用い
られている。通常、この膜は電気抵抗を小さくするため
に、リン，ボロンなどをドープして用いられる。半導体
素子が微細化され、膜厚もサブミクロンと薄くなると、
従来のドーピング技術がつかえなくなり、ポリシリコン
膜形成と同時にこれらの不純物をドーピングする方法が
用いられるようになってきた。原料ガスは、従来、Ｓｉ
Ｈ4 （モノシラン）が用いられてきたが、近年その代わ
りにＳｉ2Ｈ6（ジシラン）が用いられるようになってき
た。また、ドーピングガスには、ＰＨ3 （ホスフィン）
が用いられる。ジシランを用いる理由は、モノシランよ
りも低温で成膜することが出来、また、ホスフィンが存
在しても成膜速度が低下しないためである。しかし、低
温で減圧ＣＶＤ装置によりこのドープとシリコン膜を生
成すると、流れ方向のウェハ間のドープ量の均一性が悪
くなるという問題が生じた。このようなドーピングを均
一性よく行うため、特開昭61−269307号公報のようにあ
らかじめ原料を加熱し、ノズルを用いて導入する方法が
発明されている。
半導体のゲート配線等の半導体素子材料として広く用い
られている。通常、この膜は電気抵抗を小さくするため
に、リン，ボロンなどをドープして用いられる。半導体
素子が微細化され、膜厚もサブミクロンと薄くなると、
従来のドーピング技術がつかえなくなり、ポリシリコン
膜形成と同時にこれらの不純物をドーピングする方法が
用いられるようになってきた。原料ガスは、従来、Ｓｉ
Ｈ4 （モノシラン）が用いられてきたが、近年その代わ
りにＳｉ2Ｈ6（ジシラン）が用いられるようになってき
た。また、ドーピングガスには、ＰＨ3 （ホスフィン）
が用いられる。ジシランを用いる理由は、モノシランよ
りも低温で成膜することが出来、また、ホスフィンが存
在しても成膜速度が低下しないためである。しかし、低
温で減圧ＣＶＤ装置によりこのドープとシリコン膜を生
成すると、流れ方向のウェハ間のドープ量の均一性が悪
くなるという問題が生じた。このようなドーピングを均
一性よく行うため、特開昭61−269307号公報のようにあ
らかじめ原料を加熱し、ノズルを用いて導入する方法が
発明されている。
【０００３】また、化合物半導体の生成工程のホスフィ
ンはＩｎＰの原料として用いられ、分解されにくいこと
がよく知られている。これを解決する方法として、ジャ
ーナル・オブ・クリスタル・グロウス，５５(１９８１
年）ｐ.６４−７３（J.Cryst.Growth，５５（１９８
１）６４−７３）において、ホスフィンのみを反応炉に
導入する以前に加熱分解する方法が提案されている。
ンはＩｎＰの原料として用いられ、分解されにくいこと
がよく知られている。これを解決する方法として、ジャ
ーナル・オブ・クリスタル・グロウス，５５(１９８１
年）ｐ.６４−７３（J.Cryst.Growth，５５（１９８
１）６４−７３）において、ホスフィンのみを反応炉に
導入する以前に加熱分解する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、原料
を単純に加熱したのみであり、多数枚のウェハに均一に
ドーピングを行う場合の制御性について問題があった。
を単純に加熱したのみであり、多数枚のウェハに均一に
ドーピングを行う場合の制御性について問題があった。
【０００５】本発明の目的は、ウェハ間の均一な膜厚お
よび組成を得るための装置を提供することにある。
よび組成を得るための装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は基板に薄膜を
形成する反応手段と、前記反応手段に反応性ガスを供給
するガス供給手段と、前記反応性ガスを予備加熱する予
備加熱手段とを備えたＣＶＤ装置において、前記予備加
熱手段と前記反応手段との間に反応性ガスを計測する手
段を設けることにより達成される。
形成する反応手段と、前記反応手段に反応性ガスを供給
するガス供給手段と、前記反応性ガスを予備加熱する予
備加熱手段とを備えたＣＶＤ装置において、前記予備加
熱手段と前記反応手段との間に反応性ガスを計測する手
段を設けることにより達成される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、予備加熱された反応性ガスを
計測することにより、反応手段に供給されるガスの分析
をすることが可能となる。
計測することにより、反応手段に供給されるガスの分析
をすることが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
【０００９】図１は、この発明の一実施例を示すもの
で、ＣＶＤ装置の系統図である。ドープとポリシリコン
膜を成膜するＣＶＤ装置は、原料ガスボンベ（ホスフィ
ン１，ジシラン２）、それぞれの原料ガスの流量制御装
置３，４，原料ガス１，２を予熱器１２へ導入する配管
５，原料ガス２を反応器へ導入する配管６，成膜を行な
う反応器９，複数枚のウェハ７を一定の間隔で配置する
ウェハ台８，反応器９内を一定温度に保つヒータ１０，
反応器内を低い圧力に保つ真空排気装置１１とから構成
されている。また、ガス採取室１４，オリフィス１５，
測定室１６，質量分析器１７，加熱制御器１８が予熱器
１２と反応器９との間に設置され、ヒータ１３の制御器
１８と質量分析器１７が接続されている。ここで、ヒー
タ１０は約５００℃に保たれている。原料は、予熱器１
２で加熱される。この予熱器の断面形状は円に限らず、
他の形状のものでもよい。また、質量分析から得られる
信号に応じて加熱温度が制御される。質量分析は、原料
もしくは、原料から生成する中間体のどちらでもよい。
で、ＣＶＤ装置の系統図である。ドープとポリシリコン
膜を成膜するＣＶＤ装置は、原料ガスボンベ（ホスフィ
ン１，ジシラン２）、それぞれの原料ガスの流量制御装
置３，４，原料ガス１，２を予熱器１２へ導入する配管
５，原料ガス２を反応器へ導入する配管６，成膜を行な
う反応器９，複数枚のウェハ７を一定の間隔で配置する
ウェハ台８，反応器９内を一定温度に保つヒータ１０，
反応器内を低い圧力に保つ真空排気装置１１とから構成
されている。また、ガス採取室１４，オリフィス１５，
測定室１６，質量分析器１７，加熱制御器１８が予熱器
１２と反応器９との間に設置され、ヒータ１３の制御器
１８と質量分析器１７が接続されている。ここで、ヒー
タ１０は約５００℃に保たれている。原料は、予熱器１
２で加熱される。この予熱器の断面形状は円に限らず、
他の形状のものでもよい。また、質量分析から得られる
信号に応じて加熱温度が制御される。質量分析は、原料
もしくは、原料から生成する中間体のどちらでもよい。
【００１０】図２に本発明の他の実施例を示す。
【００１１】この実施例では、混合器２３で原料を混合
し加熱することにより生成する中間体を、質量分析器１
７で測定することにより、反応器に供給するガスを精密
に制御することができる。
し加熱することにより生成する中間体を、質量分析器１
７で測定することにより、反応器に供給するガスを精密
に制御することができる。
【００１２】図３に本発明の他の実施例を示す。この実
施例では、真空容器４１は、排気管３５，３６，３７に
より差動排気されている。ガスは、予熱器３２からオリ
フィス３３を通して真空容器４１に導き、隙間３４によ
り分子線とする。そして測定部３８により質量分析され
る。また、その信号に応じて制御器４０によりヒータ３
１の温度が制御される。
施例では、真空容器４１は、排気管３５，３６，３７に
より差動排気されている。ガスは、予熱器３２からオリ
フィス３３を通して真空容器４１に導き、隙間３４によ
り分子線とする。そして測定部３８により質量分析され
る。また、その信号に応じて制御器４０によりヒータ３
１の温度が制御される。
【００１３】図４に本発明の他の実施例を示す。この実
施例では、ガスの分析は赤外もしくは紫外光の分光分析
器５１，５２により行なわれる。また、ウェハ４３はヒ
ータ４４により加熱され成膜される。原料ガスは予熱管
４８にて加熱と分析が行なわれ、導入管５４により反応
器に導入される。このとき、赤外吸収もしくは紫外吸収
の結果に応じて制御器５３によりヒータ４７の制御が行
なわれる。
施例では、ガスの分析は赤外もしくは紫外光の分光分析
器５１，５２により行なわれる。また、ウェハ４３はヒ
ータ４４により加熱され成膜される。原料ガスは予熱管
４８にて加熱と分析が行なわれ、導入管５４により反応
器に導入される。このとき、赤外吸収もしくは紫外吸収
の結果に応じて制御器５３によりヒータ４７の制御が行
なわれる。
【００１４】なお、以上の実施例では、多結晶シリコン
膜のみについて示したが、本発明はシラン系ガス（シラ
ン，ジシラン，ジクロロシランなど）とアンモニアを用
いた窒化シリコン膜や、有機系のガス（テトラエトキシ
シランなど）とオゾンを用いたシリカ膜，シラン系のガ
ス（シラン，ジシラン，ジクロロシランなど）と窒素酸
化物（亜酸化窒素，一酸化窒素など）によるシリカ膜の
形成などの複数の原料から生成される薄膜に適用可能で
ある。また、横型ＣＶＤ装置のみでなく、縦型ＣＶＤ装
置など複数のウェハを処理する装置に適用可能である。
膜のみについて示したが、本発明はシラン系ガス（シラ
ン，ジシラン，ジクロロシランなど）とアンモニアを用
いた窒化シリコン膜や、有機系のガス（テトラエトキシ
シランなど）とオゾンを用いたシリカ膜，シラン系のガ
ス（シラン，ジシラン，ジクロロシランなど）と窒素酸
化物（亜酸化窒素，一酸化窒素など）によるシリカ膜の
形成などの複数の原料から生成される薄膜に適用可能で
ある。また、横型ＣＶＤ装置のみでなく、縦型ＣＶＤ装
置など複数のウェハを処理する装置に適用可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、予備加熱された原料ガ
スを計測することにより、予備加熱を精密に制御するこ
とができるので、ウェハ内及び多数のウェハの成膜速
度，組成及び膜質の制御が容易である。また、減圧ＣＶ
Ｄ装置では、ウェハ間のドープ量を均一にすることがで
き、生産性が向上する。
スを計測することにより、予備加熱を精密に制御するこ
とができるので、ウェハ内及び多数のウェハの成膜速
度，組成及び膜質の制御が容易である。また、減圧ＣＶ
Ｄ装置では、ウェハ間のドープ量を均一にすることがで
き、生産性が向上する。
【図１】本発明の一実施例を示すＣＶＤ装置の系統図。
【図２】本発明の他の実施例を示すＣＶＤ装置の系統
図。
図。
【図３】ガスを測定する装置の断面図。
【図４】ガスを光により測定する装置の系統図。
１…ＰＨ3 ガスのボンベ、２…Ｓｉ2Ｈ6ガスのボンベ、
３，４…流量制御器、５…ＰＨ3 ガスの配管、６…Ｓｉ
2Ｈ6ガスの配管、７…ウェハ、８…ウェハ保持台、９…
反応器、１０…ヒータ、１１…真空排気装置、１２…予
熱器、１３…ヒータ、１４…ガス採取室、１５…オリフ
ィス、１６…測定室、１７…質量分析器、１８…加熱制
御器。
３，４…流量制御器、５…ＰＨ3 ガスの配管、６…Ｓｉ
2Ｈ6ガスの配管、７…ウェハ、８…ウェハ保持台、９…
反応器、１０…ヒータ、１１…真空排気装置、１２…予
熱器、１３…ヒータ、１４…ガス採取室、１５…オリフ
ィス、１６…測定室、１７…質量分析器、１８…加熱制
御器。
Claims (1)
- 【請求項１】基板に薄膜を形成する反応手段と、前記反
応手段に反応性ガスを供給するガス供給手段と、前記反
応性ガスを予備加熱する予備加熱手段とを備えたＣＶＤ
装置において、前記予備加熱手段と前記反応手段との間
に前記反応性ガスを計測する手段を設けたことを特徴と
するＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838592A JPH05335250A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838592A JPH05335250A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335250A true JPH05335250A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15220710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13838592A Pending JPH05335250A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335250A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6884295B2 (en) * | 2000-05-29 | 2005-04-26 | Tokyo Electron Limited | Method of forming oxynitride film or the like and system for carrying out the same |
| JP2008229413A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置及び方法 |
| JP2008235438A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Hitachi Cable Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
| JP2012501089A (ja) * | 2008-08-28 | 2012-01-12 | ソイテック | 塩化物ガス流の紫外線吸収によるモニタおよび制御 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13838592A patent/JPH05335250A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6884295B2 (en) * | 2000-05-29 | 2005-04-26 | Tokyo Electron Limited | Method of forming oxynitride film or the like and system for carrying out the same |
| US7211295B2 (en) | 2000-05-29 | 2007-05-01 | Tokyo Electron Limited | Silicon dioxide film forming method |
| JP2008229413A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 表面処理装置及び方法 |
| JP4697162B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2011-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 表面処理装置及び方法 |
| JP2008235438A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Hitachi Cable Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
| JP2012501089A (ja) * | 2008-08-28 | 2012-01-12 | ソイテック | 塩化物ガス流の紫外線吸収によるモニタおよび制御 |
| US8431419B2 (en) | 2008-08-28 | 2013-04-30 | Soitec | UV absorption based monitor and control of chloride gas stream |
| KR101324303B1 (ko) * | 2008-08-28 | 2013-10-30 | 소이텍 | 클로라이드 가스 흐름의 ｕｖ 흡수기반의 모니터 및 제어 |
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