JPS60739A

JPS60739A - 気相成長装置

Info

Publication number: JPS60739A
Application number: JP10858983A
Authority: JP
Inventors: 「野」口　和行; Kazuyuki Noguchi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1985-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　産業上の利用分野本発明は半導体クエへの表面（＝高融点金属の薄膜を成
長させる装置（−関し、特（＝薄膜の膜厚を微細Ｃニコ
ントロールし得るものである。

（ロ）従来技術半導体クエハの表面にポリシリコン膜やシリコンナイト
ライド膜を成長させる場合、反応炉（：供給される原料
ガス（例えば、８１Ｈ４、ＮＨ３、等）は正確（−その
歌がコントロールされてボンベに充填されている。従っ
て、この原料ガスの供給量をマスフローコントローラで
、精度よくコントロールすると、反応炉へ供給される原
料の絶対量が正確Ｃニコントロールされる。それ故、膜
厚も微細かつ正確にコントロールできることベニなる。

一方、近年はその長時性が注目され、半導体ウェハの表
面（−高融点金属膜を成長させる必要力１生じて来てい
る。

しかしながら、この金属膜を成長させるＣ二はガス化さ
れた高融点金属のハロゲン化物を用いなければならない
が、このガスは高温（具体的には１５０℃）でないと気
体の状態を保てない。従ってマスフローコントローラで
流量ヲコントロールすることが不可能であり、ひいては
半尋体つェへ上の金属薄膜の膜厚を正確にコントロール
することはできなかった。

ｌ／→　発明の目的本発明は前記従来技術の有するψ°；１を点に鑑みてな
されたもので、原料ガスの供給晴をコントロールするの
ではなく、反応後のハロゲン族元素と還元剤との化合物
の量を測定することにより、金属薄膜の膜厚を間接的に
探知し、この膜厚を正確（ニコントロールせんとするも
のである。

に）発明の構成本発明はガス化された高融点金属のハロゲン化物を反応
炉に供給する手段と、ハロゲン化物を還元するための還
元剤を反応炉に供給する手段と、反応後のハロゲン族元
素と還元剤との化合物の量を、測定する手段とが具備さ
れ、ハロゲン族元素と還元剤との化合物の量を測定する
ことにより、半導体ウニ八表面の金属薄膜の膜厚を探知
することを特徴とするものである。

咋）実施例図は本発明の一実施例を示す概略的構成図である。以下
、この図に従がい一実施例につき説明する。（１）は反
応炉で、複数枚の半導体ウェハ（２）・・・が垂設され
たウェハ保持台（３）が内挿されている。そしてこの反
応炉（１）の外周には、これを加熱するための抵抗加熱
装置（４）が備えられている。この抵抗加熱装置（４）
は３分割され、原料ガスの流出側を流入側より高温とな
るよう（ニコントローラ（５）でコントロールしている
。このように温度勾配を持たせるのは、膜厚を均一化す
るためである。

反応炉（１）の上流側には、還元剤としての水素ガスが
封入されたボンベ（９）がマスフローコントローラ（６
）を介して接続されている。（７）は固体の五塩化モリ
ブデン（ＭＯ（、Ｊ？５）が収納された恒温室で、この
室内の温度は１７０℃に保持されている。ここで昇華し
、ガス化された五塩化モリブデンは、この恒温室（７）
の上流側Ｃニマスフローコントローラ（８）を介して接
続されたヘリウムガスのボンベ（１ｏ）から流出される
ヘリウムガスと共盛二、前記反応炉（１）に供給される
。なお、ボンベ（１０１から供給されるヘリウムガスは
常温であるので、マスフローコントローラ（８）でその
流量をコントロールすることができるが、五塩化モリブ
デンを含むガスは１７０℃にも昇温されているので、そ
の流量をマスフローコントローラでコントロールするこ
とはできない。

マスフローコントローラは常温のガスしかその流Ｒをコ
ントロールできないからである。

ガス化された五塩化モリブデンは、反応炉（１）に導入
されると、抵抗加熱装置（４）！二より６５０℃前後に
加熱された半導体ウェハ（２）・・・に接触し、２　Ｍ
００Ｊ５＋５Ｈ２−＋２ＭＯ＋１０ＨＯ７なる反応が生
起され、金属モリブデン薄膜が半導体ウェハ（２）・・
・の表面に成長する。

前記反応式からも分るように、塩化水素（ＨＯＩりの量
を測定すると、単離された金属モリブデン（ＭＯ）の債
を検出することができる。従って本発明ではこの塩化水
素の歌を…［１定すること（二より、金属モリブデンド
（ｊ摸の膜厚を探知し、これをコントロールせんとする
ものである。

以下、この塩化水素の量を測定する装置につき説明する
と、反応炉（１１の下流側には、この反応炉（１）内で
発生した塩化水素を吸引するためのメカニカルブースタ
ーポンプ（１１１、空気エジェクタ（ｊ３および水トラ
ツプ０謙がこの順に連結接続されてい＆）。

水トラツプ（１，３１にて水に吸収された塩化水素は、
例えばＰＲメータや液体グロマトグラフイ等の分析装置
［４１＋二て分析され、そのデータ出力はアンプ（Ｉ５
）を介して積分ＮＩＯω（二へ力される。この積分計１
１６）における積分値と４ｉ凧モリブテン薄膜の膜厚と
の相関関係へ予め実験によりめておけは、積分値から会
麿モリブデン薄膜の膜厚を探知することができる。そし
て、前記積分計（１６１における積分値は、表示部吋）
に入力される。従って、積分値が一定値になると、その
旨の表示が表示部１１７１１−よって行なわれる。この
場合、単に表示さ七るのみならず、装置全体の動作を停
止させてもよい。そうすると所望の膜厚の金属モリブデ
ン薄膜を得ることができる。具体的（二は５０分で５０
００λ程度の厚さの金属モリブデン薄膜が成長する。

なお、高融点金属のハロゲン化物としては、前記五塩化
モリブデンの他に、三弗化モリブデン、五臭化モリブデ
ン、五塩化モリブデン、五塩化タングヌテン、三弗化タ
ングステン、五臭化タングステン、三沢化タングステン
を挙げることができる。

また、還元剤としては、前記水素の他に、リチウム、ナ
トリウム、カリクムを挙げることができ元剤との化合物
（前記実施例で“は塩化水素）の量を測定することによ
り、半尋体つェへの表面（−成長した高融点金属ハ莫の
膜厚を探知することができる。

従って、ガス化された高融点金属のハロゲン化物の温度
が高温であって、マスフローコントローラか使用できな
い場合であっても、膜厚を正確にコントロールすること
ができる。

また、ハロゲン族元素と還元剤との化合物の川の測定値
を積分する手段が備えられ、この積分値が一定値以上（
二なった場合に、高融点合鴨の薄膜の膜厚が所定値（＝
達したことを表示する手段が設けられているので、膜厚
が一定値（二なったことを自動的（；探知することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す概略的構成図である。（１）・・・反応炉、（２）・・・半導体ウェハ、（７
）・・・恒温室、（９）（１０１・・・ボンベ、■・・
・分析装置、α６）・・・積分計、ｆ１７１・・・表示
部。

Claims

【特許請求の範囲】１、　ガス化された高融点金属のハロゲン化物を半導体
ウェハが内挿された反応炉に尋人し、この反応炉内にお
いて還元剤Ｃ二より前記ハロゲン化物を還元して、前記
半導体ウェハの表面（二面融点金属の薄膜を成長させる
気相成長装置において、ガス化された高融点金属のハロ
ゲン化物を反応炉に供給する手段と、ハロゲン化物を還
元するための還元剤を反応炉に供給する手段と、反応後
のハロゲン族元素と還元剤との化合物の、■、を、測定
する手段とか具備されていることを特徴とする気相成長
装置。２、ハロゲン族元素と還元剤との化合物の鼠の測定値を
積分する手段が備えられ、この積分値が一定値以上（二
なった場合に、高融点金属の覆膜の膜厚が所定値に達し
たことを、表示する手段が設けられている特許請求の範
囲第１項記載の気相成長装置。