JPS6334931A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPS6334931A JPS6334931A JP17967786A JP17967786A JPS6334931A JP S6334931 A JPS6334931 A JP S6334931A JP 17967786 A JP17967786 A JP 17967786A JP 17967786 A JP17967786 A JP 17967786A JP S6334931 A JPS6334931 A JP S6334931A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造装置、特に金属薄膜や絶縁膜の被着
に用いられる半導体製造装置に関するものである。
に用いられる半導体製造装置に関するものである。
半導体デバイスに用いられる金属薄膜等の形成手段とし
て、現在ではスパッタリング法が多用されている。
て、現在ではスパッタリング法が多用されている。
さて、アルミ等の金属薄膜をスパッタリングにより形成
する場合、ダレインサイズを抑制する為、アルゴンガス
に加え、故意に窒素ガスや酸素ガスをスパッタ室に導入
する方法がある。
する場合、ダレインサイズを抑制する為、アルゴンガス
に加え、故意に窒素ガスや酸素ガスをスパッタ室に導入
する方法がある。
一方、窒化チタンの薄膜をスパッタリングにより形成す
る場合、反応性スパッタリングの手法が用いられること
がある。即ち、チタンターゲットをスパッタする際、ス
パッタ室内に窒素ガスを導入し、両者を基板上で反応さ
せ、窒化チタン膜を得る方法である。また、二酸化硅素
の高周波スパッタリングの際、スバ・ツタされた二酸化
硅素薄膜の組成を一定に保つ為に、スパッタ室内に酸素
ガスを適量導入するような方法も用いられることがある
。
る場合、反応性スパッタリングの手法が用いられること
がある。即ち、チタンターゲットをスパッタする際、ス
パッタ室内に窒素ガスを導入し、両者を基板上で反応さ
せ、窒化チタン膜を得る方法である。また、二酸化硅素
の高周波スパッタリングの際、スバ・ツタされた二酸化
硅素薄膜の組成を一定に保つ為に、スパッタ室内に酸素
ガスを適量導入するような方法も用いられることがある
。
以上のように、スパッタ室内に複数のガス、即ちアルゴ
ンガスとともに窒素ガスや酸素ガスを導入する場合、そ
れらのガス流量は、通常バラトロンゲージで圧力をモニ
ターし、マスフローコンＩ・ローラの弁の開閉を自動調
整することにより一定に保っている。あるいは、最初か
ら窒素や酸素を適量混合したアルゴンガス等を用いる場
合もある。
ンガスとともに窒素ガスや酸素ガスを導入する場合、そ
れらのガス流量は、通常バラトロンゲージで圧力をモニ
ターし、マスフローコンＩ・ローラの弁の開閉を自動調
整することにより一定に保っている。あるいは、最初か
ら窒素や酸素を適量混合したアルゴンガス等を用いる場
合もある。
しかしながら、上述した従来のスパッタ装置でのガス圧
コントロール法では、バラトロンゲージが安定性に乏し
い為、流量の経時変化や再現性不良により、ガス分圧を
一定に保てず、改質のコン）・ロールが十分に行なえな
いという欠点がある。
コントロール法では、バラトロンゲージが安定性に乏し
い為、流量の経時変化や再現性不良により、ガス分圧を
一定に保てず、改質のコン）・ロールが十分に行なえな
いという欠点がある。
さらに、スパッタ装置に微小なリークがある場合、バラ
トロンゲージでは検出できず、改質が異なったものにな
ってしまう。また、最初から混合ガスを用いる方法でも
、ボンベ毎に含まれる窒素ガスや酸素ガスの量が異なる
為、常に同じ膜質を保証できないという問題点がある。
トロンゲージでは検出できず、改質が異なったものにな
ってしまう。また、最初から混合ガスを用いる方法でも
、ボンベ毎に含まれる窒素ガスや酸素ガスの量が異なる
為、常に同じ膜質を保証できないという問題点がある。
上述した従来のスパッタ装置でのガス圧コントロール法
に対し、本発明はスパッタ室内に導入されるガスの分圧
を質量分析計を用いてモニターし、制御するという点で
独創的である。
に対し、本発明はスパッタ室内に導入されるガスの分圧
を質量分析計を用いてモニターし、制御するという点で
独創的である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体製造装置は、スパッタ装置と、このスパ
ッタ装置に接続された質量分析計と、前記スパッタ装置
に接続されたマイクロコンピュータ−とを有し、前記ス
パッタ装置のスパッタ室内のガスのマススペクトルを測
定することにより、そのガスの分圧を自動制御すること
を特徴とする。
ッタ装置に接続された質量分析計と、前記スパッタ装置
に接続されたマイクロコンピュータ−とを有し、前記ス
パッタ装置のスパッタ室内のガスのマススペクトルを測
定することにより、そのガスの分圧を自動制御すること
を特徴とする。
〔実施例１〕
第１図に本発明の実施例をブロック図で示す。
スパッタ室１１にボンベ１８及び１９からアルゴンガス
と、薄膜のダレインサイズを抑制する為の窒素ガス（あ
るいは酸素ガス）とをそれぞれ導入する。スパッタ室内
のガスは、弁２３を介して質量分析計の分析管１２（イ
オンソースとマスフィルターよりなる）に導入される。
と、薄膜のダレインサイズを抑制する為の窒素ガス（あ
るいは酸素ガス）とをそれぞれ導入する。スパッタ室内
のガスは、弁２３を介して質量分析計の分析管１２（イ
オンソースとマスフィルターよりなる）に導入される。
スパッタ室内のガス圧は真空計２０でモニターされ、弁
２３をコントロールすることにより、分析管１２に導入
されるガス圧は適当な圧力（１０−５Ｔｏｒｒ程度）に
保たれるようになっている。
２３をコントロールすることにより、分析管１２に導入
されるガス圧は適当な圧力（１０−５Ｔｏｒｒ程度）に
保たれるようになっている。
さて、分析管１２に導入されたガスはイオン化された後
、質量分析され、イオンコレクター１３で検出される。
、質量分析され、イオンコレクター１３で検出される。
検出された信号は増幅器１４（前置増幅器と高速演算増
幅器よりなる）で増幅され、質量分析計の制御部１５に
送られる。他方、制御部１５では分析管１２内のマスフ
ィルターの電極にかけるＤＣ電圧とＲＦ雷電圧制御し、
マスフィルターを通過するガスイオンをその質量電荷比
順に高速で掃引する。これにより、スパッタ室内のガス
のマススペクトルが１秒程度の短時間で測定される。こ
れらのデータはマイクロコンピュータ−１６に送られ、
マススペクトルの強度及び強度比からスパッタ室内のガ
スの組成比分析を行なう。この分析結果から薄膜生成制
御系１７を帰還して、弁２１及び弁２２を調整し、アル
ゴンガス及び窒素ガス（あるいは酸素ガス）の流量を調
整することにより、適切な組成比を得、改質の精密なコ
ントロールが可能になる。
幅器よりなる）で増幅され、質量分析計の制御部１５に
送られる。他方、制御部１５では分析管１２内のマスフ
ィルターの電極にかけるＤＣ電圧とＲＦ雷電圧制御し、
マスフィルターを通過するガスイオンをその質量電荷比
順に高速で掃引する。これにより、スパッタ室内のガス
のマススペクトルが１秒程度の短時間で測定される。こ
れらのデータはマイクロコンピュータ−１６に送られ、
マススペクトルの強度及び強度比からスパッタ室内のガ
スの組成比分析を行なう。この分析結果から薄膜生成制
御系１７を帰還して、弁２１及び弁２２を調整し、アル
ゴンガス及び窒素ガス（あるいは酸素ガス）の流量を調
整することにより、適切な組成比を得、改質の精密なコ
ントロールが可能になる。
従来のガス圧コントロール法では、例えば、１０−８Ｔ
ｏｒｒ台に排気されたスパッタ室に約５×１０−６Ｔｏ
ｒｒ’の酸素ガスを導入した後、さらにアルゴンガスを
導入して、全圧を約８ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒにした場
合、スパッタにより形成されたアルミ薄膜のダレインサ
イズの平均値は、酸素ガスを導入しない場合に比べて、
約１／３程度になり、そのウェハー内ばらつきも減少す
るが、ウェハー間ばらつきは減少しない。ところが、本
実施例のガス圧コントロール法を採用すれば、ダレイン
サイズのウェハー内ばらつきのみならず、ウェハー間ば
らつきもかなり減少する。
ｏｒｒ台に排気されたスパッタ室に約５×１０−６Ｔｏ
ｒｒ’の酸素ガスを導入した後、さらにアルゴンガスを
導入して、全圧を約８ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒにした場
合、スパッタにより形成されたアルミ薄膜のダレインサ
イズの平均値は、酸素ガスを導入しない場合に比べて、
約１／３程度になり、そのウェハー内ばらつきも減少す
るが、ウェハー間ばらつきは減少しない。ところが、本
実施例のガス圧コントロール法を採用すれば、ダレイン
サイズのウェハー内ばらつきのみならず、ウェハー間ば
らつきもかなり減少する。
〔実施例２Ｊ
本発明の第２の実施例は、スバ・ツタ室にアルゴンガス
に加えて、導入する窒素ガスや酸素ガスを反応ガスとし
て用いる反応性スバ・フタリングの例である。即ち、窒
素チタンの薄膜を形成するとき、チタンのスパッタと同
時に窒素を反応ガスとして尋人したり、あるいは、二酸
化硅素の均一な組成の薄膜を高周波スパッタリングによ
り形成するとき、酸素を反応ガスとして導入するような
場合である。本実施例でも、装置の配置図は第１の実施
例と全く同じである。
に加えて、導入する窒素ガスや酸素ガスを反応ガスとし
て用いる反応性スバ・フタリングの例である。即ち、窒
素チタンの薄膜を形成するとき、チタンのスパッタと同
時に窒素を反応ガスとして尋人したり、あるいは、二酸
化硅素の均一な組成の薄膜を高周波スパッタリングによ
り形成するとき、酸素を反応ガスとして導入するような
場合である。本実施例でも、装置の配置図は第１の実施
例と全く同じである。
このような反応性スパッタリングでは、反応ガスの圧力
や流量により、形成される薄膜の組成が大きく変化する
。従って、上記のような場合も実施例１で述べた装置を
用いることにより、アルゴンガス及び反応ガスの流量を
調整し、適切な組成比を得ることができ、膜質の精密な
コントロールが可能になる。
や流量により、形成される薄膜の組成が大きく変化する
。従って、上記のような場合も実施例１で述べた装置を
用いることにより、アルゴンガス及び反応ガスの流量を
調整し、適切な組成比を得ることができ、膜質の精密な
コントロールが可能になる。
従来のガス圧コントロール法では、例えば、窒１ヒチタ
ンの薄膜を反応性スパッタリングにより得る場合、約１
１５の分圧の窒素ガスを導入するが、形成された窒化チ
タン膜のチタンと窒素の組成比のウェハー間ばらつきは
、±１０％程度である。ところが、本実施例のガス圧コ
ントロール法を採用すれば、そのウェハー間ばらつきを
従来法の１／２以下にすることが可能である。
ンの薄膜を反応性スパッタリングにより得る場合、約１
１５の分圧の窒素ガスを導入するが、形成された窒化チ
タン膜のチタンと窒素の組成比のウェハー間ばらつきは
、±１０％程度である。ところが、本実施例のガス圧コ
ントロール法を採用すれば、そのウェハー間ばらつきを
従来法の１／２以下にすることが可能である。
以上説明したように、本発明によれば従来のスパッタ装
置において、新たに質量分析計を用い、スパッタ室内の
ガスのマススペクトルを測定し、ガスの分圧を制御する
ことにより、ウェハー内及びウェハー間の改質の均一性
を向上させることができる。
置において、新たに質量分析計を用い、スパッタ室内の
ガスのマススペクトルを測定し、ガスの分圧を制御する
ことにより、ウェハー内及びウェハー間の改質の均一性
を向上させることができる。
第１図は本発明の実施例のブロック図である。
１１・・・スパッタ室、１２・・・質量分析計の分析管
、１３・・・イオンコレクター、１４・・・増幅器、１
５・・・質量分析計の制御部、１６・・・マイクロコン
ピュータ、１７・・・薄膜生成制御系、１８・・・アル
ゴンガスボンベ、１９・・・窒素ガスまたは酸素ガスボ
ンベ、２０・・真空計、２１，２２．２３・・・弁。
、１３・・・イオンコレクター、１４・・・増幅器、１
５・・・質量分析計の制御部、１６・・・マイクロコン
ピュータ、１７・・・薄膜生成制御系、１８・・・アル
ゴンガスボンベ、１９・・・窒素ガスまたは酸素ガスボ
ンベ、２０・・真空計、２１，２２．２３・・・弁。
Claims (1)
- スパッタ装置と、このスパッタ装置に接続された質量
分析計と、前記スパッタ装置に接続されたマイクロコン
ピューターとを有し、前記スパッタ装置のスパッタ室内
のガスのマススペクトルを測定することにより、そのガ
スの分圧を自動制御することを特徴とする半導体製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967786A JPS6334931A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967786A JPS6334931A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334931A true JPS6334931A (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=16069941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17967786A Pending JPS6334931A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6334931A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268859A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Casio Comput Co Ltd | 透明導電膜の形成方法および形成装置 |
| JPH0244716A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 不純物導入方法 |
| JPH0247255A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物薄膜製造法 |
| JP2009155672A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体製造装置、ｉｉｉ族窒化物半導体及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP17967786A patent/JPS6334931A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268859A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Casio Comput Co Ltd | 透明導電膜の形成方法および形成装置 |
| JPH0244716A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 不純物導入方法 |
| JPH0247255A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物薄膜製造法 |
| JP2009155672A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体製造装置、ｉｉｉ族窒化物半導体及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
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