JP2000149855A - イオン注入装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
イオン注入装置および半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体領域の金属およびカーボン汚染が防止
でき、しかも異物を低減できるイオン注入装置および半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 アナライザーマグネット6の入口に、イ
オンビーム3の可変スリット8が設置されており、アナ
ライザーマグネット6の出口に、ビームプロファイラー
9が設置されているものである。また、設計仕様に応じ
て、アナライザーマグネット6の出口に、イオン注入時
にイオンビーム4の広がりをモニターするセンサー10
が設置されているものであり、センサー10は、イオン
注入時にイオンビーム4の広がりが大きい場合、広がり
が大きい領域のイオンビーム4を止める機能が付与され
ているものである。
でき、しかも異物を低減できるイオン注入装置および半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 アナライザーマグネット6の入口に、イ
オンビーム3の可変スリット8が設置されており、アナ
ライザーマグネット6の出口に、ビームプロファイラー
9が設置されているものである。また、設計仕様に応じ
て、アナライザーマグネット6の出口に、イオン注入時
にイオンビーム4の広がりをモニターするセンサー10
が設置されているものであり、センサー10は、イオン
注入時にイオンビーム4の広がりが大きい場合、広がり
が大きい領域のイオンビーム4を止める機能が付与され
ているものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置お
よび半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体領域の
金属ならびにカーボン汚染が防止でき、しかも異物を低
減できるイオン注入装置および半導体装置の製造方法に
関するものである。
よび半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体領域の
金属ならびにカーボン汚染が防止でき、しかも異物を低
減できるイオン注入装置および半導体装置の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ところで、本発明者は、半導体装置の製
造方法に使用されているイオン注入装置について検討し
た。以下は、本発明者によって検討された技術であり、
その概要は次のとおりである。
造方法に使用されているイオン注入装置について検討し
た。以下は、本発明者によって検討された技術であり、
その概要は次のとおりである。
【0003】すなわち、半導体装置の製造方法におい
て、半導体装置の構成要素であるMOSFET(Metal
Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )にお
けるソース/ドレインとしての半導体領域を形成する際
に、イオン注入装置を使用して例えばリン(P)からな
る不純物を半導体基板にイオン打込みした後、熱拡散処
理を行って例えばn型半導体領域を形成する製造工程が
使用されている。
て、半導体装置の構成要素であるMOSFET(Metal
Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )にお
けるソース/ドレインとしての半導体領域を形成する際
に、イオン注入装置を使用して例えばリン(P)からな
る不純物を半導体基板にイオン打込みした後、熱拡散処
理を行って例えばn型半導体領域を形成する製造工程が
使用されている。
【0004】この場合、イオン注入装置は、運動エネル
ギーをもったイオンを照射して、試料の物性を制御する
ための装置である。
ギーをもったイオンを照射して、試料の物性を制御する
ための装置である。
【0005】なお、イオン注入装置について記載されて
いる文献としては、例えば1997年11月20日、日
刊工業新聞社発行の「半導体製造装置用語辞典」p20
0〜p212に記載されているものがある。
いる文献としては、例えば1997年11月20日、日
刊工業新聞社発行の「半導体製造装置用語辞典」p20
0〜p212に記載されているものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した半
導体装置に使用されているイオン注入装置は、イオン源
から引き出されたリンなどからなるイオンビームがアナ
ライザーマグネットに入射され、アナライザーマグネッ
トの材料であるアルミニウム(Al)合金、ステンレス
鋼またはカーボン材などから発生するアルミニウム、鉄
(Fe)またはカーボンなどが半導体領域に導入され
て、半導体領域にアルミニウム、鉄またはカーボンなど
からなる汚染が発生するという問題点がある。
導体装置に使用されているイオン注入装置は、イオン源
から引き出されたリンなどからなるイオンビームがアナ
ライザーマグネットに入射され、アナライザーマグネッ
トの材料であるアルミニウム(Al)合金、ステンレス
鋼またはカーボン材などから発生するアルミニウム、鉄
(Fe)またはカーボンなどが半導体領域に導入され
て、半導体領域にアルミニウム、鉄またはカーボンなど
からなる汚染が発生するという問題点がある。
【0007】また、前述した半導体装置に使用されてい
るイオン注入装置は、イオン源から引き出されたリンな
どからなるイオンビームがアナライザーマグネットや後
段加速部などに照射されて、スパッタなどにより異物お
よびカーボンコンタミが発生するという問題点がある。
るイオン注入装置は、イオン源から引き出されたリンな
どからなるイオンビームがアナライザーマグネットや後
段加速部などに照射されて、スパッタなどにより異物お
よびカーボンコンタミが発生するという問題点がある。
【0008】本発明の目的は、半導体領域の金属汚染が
防止でき、しかも異物を低減できるイオン注入装置およ
び半導体装置の製造方法を提供することにある。
防止でき、しかも異物を低減できるイオン注入装置およ
び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0011】すなわち、(1).本発明のイオン注入装
置は、アナライザーマグネットの入口に、イオンビーム
の可変スリットが設置されており、アナライザーマグネ
ットの出口に、ビームプロファイラーが設置されている
ものである。
置は、アナライザーマグネットの入口に、イオンビーム
の可変スリットが設置されており、アナライザーマグネ
ットの出口に、ビームプロファイラーが設置されている
ものである。
【0012】(2).本発明の半導体装置の製造方法
は、前記(1)記載のイオン注入装置を用いたイオン注
入法を使用して、不純物のイオン打込みを行う工程を有
するものである。
は、前記(1)記載のイオン注入装置を用いたイオン注
入法を使用して、不純物のイオン打込みを行う工程を有
するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
【0014】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1であるイオン注入装置を透視的に示す概略平面図
である。図2は、図1におけるA−A矢視断面を拡大し
て示す概略断面図である。
形態1であるイオン注入装置を透視的に示す概略平面図
である。図2は、図1におけるA−A矢視断面を拡大し
て示す概略断面図である。
【0015】図1および図2に示すように、本実施の形
態のイオン注入装置1は、アナライザーマグネット6の
入口に、イオンビーム3の可変スリット8が設置されて
おり、アナライザーマグネット6の出口に、ビームプロ
ファイラー9が設置されている。
態のイオン注入装置1は、アナライザーマグネット6の
入口に、イオンビーム3の可変スリット8が設置されて
おり、アナライザーマグネット6の出口に、ビームプロ
ファイラー9が設置されている。
【0016】また、アナライザーマグネット6の出口に
おけるビームプロファイラー9の隣接領域にイオン注入
時にイオンビーム4の広がりをモニターするセンサー1
0が設置されている。この場合、設計仕様に応じて、セ
ンサー10は、イオン注入時にイオンビーム4の広がり
が大きい場合、広がりが大きい領域のイオンビーム4を
止める機能が付与されているものである。
おけるビームプロファイラー9の隣接領域にイオン注入
時にイオンビーム4の広がりをモニターするセンサー1
0が設置されている。この場合、設計仕様に応じて、セ
ンサー10は、イオン注入時にイオンビーム4の広がり
が大きい場合、広がりが大きい領域のイオンビーム4を
止める機能が付与されているものである。
【0017】また、可変スリット8には制御部8aが電
気的に接続されており、ビームプロファイラー9には制
御部9aが電気的に接続されており、センサー10には
制御部10aが電気的に接続されている。
気的に接続されており、ビームプロファイラー9には制
御部9aが電気的に接続されており、センサー10には
制御部10aが電気的に接続されている。
【0018】可変スリット8は、イオン源2から発生
(放射)されたイオンビーム3の上下方向および左右方
向の可変スリットまたはイオン源2から発生されたイオ
ンビーム3の上下方向の可変スリットを設計仕様に応じ
て適用することができる。
(放射)されたイオンビーム3の上下方向および左右方
向の可変スリットまたはイオン源2から発生されたイオ
ンビーム3の上下方向の可変スリットを設計仕様に応じ
て適用することができる。
【0019】この場合、可変スリット8として、イオン
源2から発生されたイオンビーム3の上下方向および左
右方向の可変スリットを適用した場合、可変スリット8
によって、イオン源2から発生されたイオンビーム3
を、上下方向および左右方向に変えることができるの
で、上下方向および左右方向に可変されたイオンビーム
4とすることができる。
源2から発生されたイオンビーム3の上下方向および左
右方向の可変スリットを適用した場合、可変スリット8
によって、イオン源2から発生されたイオンビーム3
を、上下方向および左右方向に変えることができるの
で、上下方向および左右方向に可変されたイオンビーム
4とすることができる。
【0020】また、可変スリット8として、イオン源2
から発生されたイオンビーム3の上下方向の可変スリッ
トを適用した場合、可変スリット8によって、イオン源
2から発生されたイオンビーム3を、上下方向に変える
ことができるので、上下方向に可変されたイオンビーム
4とすることができる。
から発生されたイオンビーム3の上下方向の可変スリッ
トを適用した場合、可変スリット8によって、イオン源
2から発生されたイオンビーム3を、上下方向に変える
ことができるので、上下方向に可変されたイオンビーム
4とすることができる。
【0021】ビームプロファイラー9は、アナライザー
マグネット6から出てくるイオンビーム4の上下の幅を
測定する機能を有し、しかもアナライザーマグネット6
から出てくるイオンビーム4の左右の幅を測定する機能
を有するものである。
マグネット6から出てくるイオンビーム4の上下の幅を
測定する機能を有し、しかもアナライザーマグネット6
から出てくるイオンビーム4の左右の幅を測定する機能
を有するものである。
【0022】また、ビームプロファイラー9によって測
定したイオンビーム4の幅の情報を可変スリット8の制
御部8aに電気的に与えて、可変スリット8の上下方向
および左右方向または上下方向のみの調整を行うことが
できる。
定したイオンビーム4の幅の情報を可変スリット8の制
御部8aに電気的に与えて、可変スリット8の上下方向
および左右方向または上下方向のみの調整を行うことが
できる。
【0023】本実施の形態のイオン注入装置1は、前述
した構成要素である可変スリット8、ビームプロファイ
ラー9、センサー10が設置されていることが特徴であ
り、それ以外の構成要素は、設計仕様に応じて、種々の
態様とすることができる。
した構成要素である可変スリット8、ビームプロファイ
ラー9、センサー10が設置されていることが特徴であ
り、それ以外の構成要素は、設計仕様に応じて、種々の
態様とすることができる。
【0024】具体的には、アナライザーマグネット6の
上部と下部とに、電磁石7が設けられている。また、イ
オンビーム4を制御する機能を有する後段加減速部11
がイオン注入室12の前に設けられており、イオン注入
室12の内部には、ウエハ14をセットするステージ1
3が設置されている。
上部と下部とに、電磁石7が設けられている。また、イ
オンビーム4を制御する機能を有する後段加減速部11
がイオン注入室12の前に設けられており、イオン注入
室12の内部には、ウエハ14をセットするステージ1
3が設置されている。
【0025】この場合、本実施の形態のイオン注入装置
1は、ビームプロフィイラー9および後段加速部11な
らびにイオン注入室12は、アルミニウム合金またはス
テンレス鋼などの材料からなる真空容器5を有するもの
である。
1は、ビームプロフィイラー9および後段加速部11な
らびにイオン注入室12は、アルミニウム合金またはス
テンレス鋼などの材料からなる真空容器5を有するもの
である。
【0026】前述した本実施の形態のイオン注入装置1
によれば、アナライザーマグネット6の入口に、イオン
ビーム3の可変スリット8が設置されており、アナライ
ザーマグネット6の出口に、ビームプロファイラー9が
設置されていることにより、ビームプロファイラー9を
使用して、アナライザーマグネット6から出てくるイオ
ンビーム4の上下および左右の幅を測定し、ビームプロ
ファイラー9によって測定したイオンビーム4の幅の情
報を可変スリット8の制御部8aに電気的に与えて、可
変スリット8の上下方向および左右方向または上下方向
のみの調整を行うことができる。
によれば、アナライザーマグネット6の入口に、イオン
ビーム3の可変スリット8が設置されており、アナライ
ザーマグネット6の出口に、ビームプロファイラー9が
設置されていることにより、ビームプロファイラー9を
使用して、アナライザーマグネット6から出てくるイオ
ンビーム4の上下および左右の幅を測定し、ビームプロ
ファイラー9によって測定したイオンビーム4の幅の情
報を可変スリット8の制御部8aに電気的に与えて、可
変スリット8の上下方向および左右方向または上下方向
のみの調整を行うことができる。
【0027】したがって、本実施の形態のイオン注入装
置1によれば、可変スリット8として、イオン源2から
発生されたイオンビーム3の上下方向および左右方向の
可変スリットを適用した場合、可変スリット8によっ
て、イオン源2から発生されたイオンビーム3を、上下
方向および左右方向に変えることができるので、上下方
向および左右方向に制御されたイオンビーム4をアナラ
イザーマグネット6および後段加速部11などに入射す
ることができる。
置1によれば、可変スリット8として、イオン源2から
発生されたイオンビーム3の上下方向および左右方向の
可変スリットを適用した場合、可変スリット8によっ
て、イオン源2から発生されたイオンビーム3を、上下
方向および左右方向に変えることができるので、上下方
向および左右方向に制御されたイオンビーム4をアナラ
イザーマグネット6および後段加速部11などに入射す
ることができる。
【0028】そのため、本実施の形態のイオン注入装置
1によれば、アナライザーマグネット6および後段加速
部11などにおけるイオンビーム4を、上下方向および
左右方向に制御されたイオンビーム4とすることができ
ることにより、イオンビーム4がアナライザーマグネッ
ト6の真空容器および後段加速部11の電極、スリット
類に照射されることを防止できるので、その真空容器5
の材料であるアルミニウム合金またはステンレス鋼など
から発生するアルミニウムまたは鉄などの金属がウエハ
14に注入されることが防止できると共に異物およびカ
ーボンコンタミが発生するのを低減化できる。
1によれば、アナライザーマグネット6および後段加速
部11などにおけるイオンビーム4を、上下方向および
左右方向に制御されたイオンビーム4とすることができ
ることにより、イオンビーム4がアナライザーマグネッ
ト6の真空容器および後段加速部11の電極、スリット
類に照射されることを防止できるので、その真空容器5
の材料であるアルミニウム合金またはステンレス鋼など
から発生するアルミニウムまたは鉄などの金属がウエハ
14に注入されることが防止できると共に異物およびカ
ーボンコンタミが発生するのを低減化できる。
【0029】また、本実施の形態のイオン注入装置1に
よれば、アナライザーマグネット6の出口におけるビー
ムプロファイラー9の隣接領域にイオン注入時にイオン
ビーム4の広がりをモニターするセンサー10が設置さ
れており、設計仕様に応じて、センサー10は、イオン
注入時にイオンビーム4の広がりが大きい場合、イオン
ビーム4を止める機能が付与されているものであること
により、イオンビーム4をアナライザーの真空容器や後
段加速部11などの電極、スリットに照射されることを
低減化できるので、その真空容器5の材料であるアルミ
ニウム合金またはステンレス鋼などから発生するアルミ
ニウムまたは鉄などの金属がウエハ14に注入されるこ
とが防止できると共に異物およびカーボンコンタミが発
生するのを低減化できる。
よれば、アナライザーマグネット6の出口におけるビー
ムプロファイラー9の隣接領域にイオン注入時にイオン
ビーム4の広がりをモニターするセンサー10が設置さ
れており、設計仕様に応じて、センサー10は、イオン
注入時にイオンビーム4の広がりが大きい場合、イオン
ビーム4を止める機能が付与されているものであること
により、イオンビーム4をアナライザーの真空容器や後
段加速部11などの電極、スリットに照射されることを
低減化できるので、その真空容器5の材料であるアルミ
ニウム合金またはステンレス鋼などから発生するアルミ
ニウムまたは鉄などの金属がウエハ14に注入されるこ
とが防止できると共に異物およびカーボンコンタミが発
生するのを低減化できる。
【0030】その結果、本実施の形態のイオン注入装置
1によれば、ウエハ14にイオン注入して形成される半
導体領域などにアルミニウム、鉄またはカーボンなどか
らなる汚染導入が防止できることにより、ウエハ14お
よびイオン注入法を用いた製造工程が適用されている半
導体装置のMOSFETのソースおよびドレインとして
の半導体領域を高性能化および高信頼度化ができる。
1によれば、ウエハ14にイオン注入して形成される半
導体領域などにアルミニウム、鉄またはカーボンなどか
らなる汚染導入が防止できることにより、ウエハ14お
よびイオン注入法を用いた製造工程が適用されている半
導体装置のMOSFETのソースおよびドレインとして
の半導体領域を高性能化および高信頼度化ができる。
【0031】また、本実施の形態のイオン注入装置1に
よれば、ウエハ14にイオン注入して形成される半導体
領域などにアルミニウムまたは鉄などからなる金属汚染
が防止できることにより、イオン注入装置1の真空容器
6などの構成要素の汚染化および不良化を低減化できる
ので、優れたイオン注入装置とすることができる。
よれば、ウエハ14にイオン注入して形成される半導体
領域などにアルミニウムまたは鉄などからなる金属汚染
が防止できることにより、イオン注入装置1の真空容器
6などの構成要素の汚染化および不良化を低減化できる
ので、優れたイオン注入装置とすることができる。
【0032】本実施の形態のイオン注入装置1によれ
ば、可変スリット8は、イオン源2から発生されたイオ
ンビーム3の上下方向および左右方向の可変スリットま
たはイオン源2から発生されたイオンビーム3の上下方
向の可変スリットを設計仕様に応じて適用することがで
きる。また、本実施の形態のイオン注入装置1によれ
ば、アナライザーマグネット6の出口におけるビームプ
ロファイラー9の隣接領域にイオン注入時にイオンビー
ム4の広がりをモニターするセンサー10を設計仕様に
応じて設置することができ、しかも、設計仕様に応じ
て、センサー10を、イオン注入時にイオンビーム4の
広がりが大きい場合、イオンビーム4を止める機能が付
与されているものとすることができる。
ば、可変スリット8は、イオン源2から発生されたイオ
ンビーム3の上下方向および左右方向の可変スリットま
たはイオン源2から発生されたイオンビーム3の上下方
向の可変スリットを設計仕様に応じて適用することがで
きる。また、本実施の形態のイオン注入装置1によれ
ば、アナライザーマグネット6の出口におけるビームプ
ロファイラー9の隣接領域にイオン注入時にイオンビー
ム4の広がりをモニターするセンサー10を設計仕様に
応じて設置することができ、しかも、設計仕様に応じ
て、センサー10を、イオン注入時にイオンビーム4の
広がりが大きい場合、イオンビーム4を止める機能が付
与されているものとすることができる。
【0033】(実施の形態2)図3〜図6は、本発明の
実施の形態2である半導体装置の製造工程を示す概略断
面図である。本実施の形態の半導体装置の製造方法の特
徴は、ウエハとしての半導体基板にMOSFETのソー
スおよびドレインとしての半導体領域をイオン注入装置
を用いたイオン注入法を使用して形成している製造方法
であり、それ以外の半導体装置の製造方法は、種々の態
様を適用することができる。同図を用いて、本実施の形
態の半導体装置の製造方法を具体的に説明する。
実施の形態2である半導体装置の製造工程を示す概略断
面図である。本実施の形態の半導体装置の製造方法の特
徴は、ウエハとしての半導体基板にMOSFETのソー
スおよびドレインとしての半導体領域をイオン注入装置
を用いたイオン注入法を使用して形成している製造方法
であり、それ以外の半導体装置の製造方法は、種々の態
様を適用することができる。同図を用いて、本実施の形
態の半導体装置の製造方法を具体的に説明する。
【0034】まず、図3に示すように、例えば単結晶シ
リコンからなるp型の半導体基板(ウエハ)15を用意
し、先行技術などの種々の技術を使用して、MOSFE
Tのゲート電極19などを形成する。この場合、ウエハ
として、半導体基板15以外に、SOI(Silicon on I
nsulator)基板などの基板を適用することができる。
リコンからなるp型の半導体基板(ウエハ)15を用意
し、先行技術などの種々の技術を使用して、MOSFE
Tのゲート電極19などを形成する。この場合、ウエハ
として、半導体基板15以外に、SOI(Silicon on I
nsulator)基板などの基板を適用することができる。
【0035】すなわち、例えば単結晶シリコンからなる
p型の半導体基板15の表面の選択的な領域を熱酸化し
てLOCOS(Local Oxidation of Silicon)構造の酸
化シリコン膜からなる素子分離用のフィールド絶縁膜1
6を形成する。
p型の半導体基板15の表面の選択的な領域を熱酸化し
てLOCOS(Local Oxidation of Silicon)構造の酸
化シリコン膜からなる素子分離用のフィールド絶縁膜1
6を形成する。
【0036】次に、半導体基板9の表面に例えば酸化シ
リコン膜などからなるゲート絶縁膜17を形成した後、
導電性の多結晶シリコン膜からなるゲート電極18を堆
積する。その後、ゲート電極18の上に酸化シリコン膜
などからなる絶縁膜19を形成した後、リソグラフィ技
術と選択エッチング技術とを使用して、ゲート電極18
などのパターンを形成した後、ゲート電極18の側壁
に、酸化シリコン膜などからなるサイドウォールスペー
サ20を形成する。
リコン膜などからなるゲート絶縁膜17を形成した後、
導電性の多結晶シリコン膜からなるゲート電極18を堆
積する。その後、ゲート電極18の上に酸化シリコン膜
などからなる絶縁膜19を形成した後、リソグラフィ技
術と選択エッチング技術とを使用して、ゲート電極18
などのパターンを形成した後、ゲート電極18の側壁
に、酸化シリコン膜などからなるサイドウォールスペー
サ20を形成する。
【0037】次に、前述した実施の形態1のイオン注入
装置1を使用して、イオン注入法によって、開口されて
いる半導体基板15に、リン(P)からなる不純物(n
型の不純物)をイオン打込みして、半導体基板15に不
純物イオン打込み領域21を形成する(図4)。
装置1を使用して、イオン注入法によって、開口されて
いる半導体基板15に、リン(P)からなる不純物(n
型の不純物)をイオン打込みして、半導体基板15に不
純物イオン打込み領域21を形成する(図4)。
【0038】この場合、前述した実施の形態1のイオン
注入装置1を使用していることにより、半導体基板(ウ
エハ)15にイオン注入して形成された不純物イオン打
込み領域21にアルミニウムまたは鉄などからなる金属
汚染が防止できることにより、高性能化および高信頼度
化ができた不純物イオン打込み領域21を形成すること
ができる。
注入装置1を使用していることにより、半導体基板(ウ
エハ)15にイオン注入して形成された不純物イオン打
込み領域21にアルミニウムまたは鉄などからなる金属
汚染が防止できることにより、高性能化および高信頼度
化ができた不純物イオン打込み領域21を形成すること
ができる。
【0039】その後、熱拡散装置を使用して、リンから
なる不純物(n型の不純物)を熱拡散して、n型拡散層
からなるn型半導体領域(半導体領域)22を形成する
(図5)。この場合、n型半導体領域(半導体領域)2
2は、MOSFETのソースおよびドレインとしてのn
型半導体領域22である。
なる不純物(n型の不純物)を熱拡散して、n型拡散層
からなるn型半導体領域(半導体領域)22を形成する
(図5)。この場合、n型半導体領域(半導体領域)2
2は、MOSFETのソースおよびドレインとしてのn
型半導体領域22である。
【0040】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、前述した実施の形態1のイオン注入装置1を使用
して、イオン注入法によって、開口されている半導体基
板15に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板15に不純物イオン打込み領
域21を形成する工程と、不純物イオン打込み領域21
の不純物を、熱拡散して、n型半導体領域(半導体領
域)22を形成する工程とを有することを特徴としてい
る。
れば、前述した実施の形態1のイオン注入装置1を使用
して、イオン注入法によって、開口されている半導体基
板15に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板15に不純物イオン打込み領
域21を形成する工程と、不純物イオン打込み領域21
の不純物を、熱拡散して、n型半導体領域(半導体領
域)22を形成する工程とを有することを特徴としてい
る。
【0041】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、n型半導体領域(半導体領域)22
にアルミニウムまたは鉄などからなる金属がイオン注入
されるのを防止できることにより、半導体領域22の接
合リークを防止できると共にゲート絶縁膜17にアルミ
ニウム、鉄またはカーボンなどからなる金属汚染が防止
できるので、高性能化および高信頼度化ができた半導体
領域22およびゲート絶縁膜17を形成することができ
る。
製造方法によれば、n型半導体領域(半導体領域)22
にアルミニウムまたは鉄などからなる金属がイオン注入
されるのを防止できることにより、半導体領域22の接
合リークを防止できると共にゲート絶縁膜17にアルミ
ニウム、鉄またはカーボンなどからなる金属汚染が防止
できるので、高性能化および高信頼度化ができた半導体
領域22およびゲート絶縁膜17を形成することができ
る。
【0042】次に、半導体基板15の上に絶縁膜23を
形成する。絶縁膜23は、例えば酸化シリコン膜をCV
D(Chemical Vapor Deposition )法により形成した
後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することによ
り、平坦化された絶縁膜23を形成する。平坦化処理
は、絶縁膜23の表面を例えばエッチバック法またはC
MP(chemical mechanical polishing 、化学機械研
磨)法などにより平坦にする態様を採用することができ
る。その後、リソグラフィ技術および選択エッチング技
術とを使用して、絶縁膜23の選択的な領域にスルーホ
ール(接続孔)を形成した後、スルーホールに例えば導
電性多結晶シリコンまたはタングステンなどの導電性材
料を埋め込んで、スルーホールにプラグ24を形成す
る。
形成する。絶縁膜23は、例えば酸化シリコン膜をCV
D(Chemical Vapor Deposition )法により形成した
後、表面研磨を行いその表面を平坦化処理することによ
り、平坦化された絶縁膜23を形成する。平坦化処理
は、絶縁膜23の表面を例えばエッチバック法またはC
MP(chemical mechanical polishing 、化学機械研
磨)法などにより平坦にする態様を採用することができ
る。その後、リソグラフィ技術および選択エッチング技
術とを使用して、絶縁膜23の選択的な領域にスルーホ
ール(接続孔)を形成した後、スルーホールに例えば導
電性多結晶シリコンまたはタングステンなどの導電性材
料を埋め込んで、スルーホールにプラグ24を形成す
る。
【0043】その後、半導体基板15の上に、スパッタ
リング法またはCVD法を使用して、例えばアルミニウ
ム層などからなる配線層25を堆積した後、リソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化
された配線層25を形成する(図6)。
リング法またはCVD法を使用して、例えばアルミニウ
ム層などからなる配線層25を堆積した後、リソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化
された配線層25を形成する(図6)。
【0044】次に、層間絶縁膜および配線層の製造工程
を繰り返し使用して多層配線層を設計仕様に応じて形成
した後、パシベーション膜(図示を省略)を形成して、
本実施の形態の半導体装置の製造工程を終了する。
を繰り返し使用して多層配線層を設計仕様に応じて形成
した後、パシベーション膜(図示を省略)を形成して、
本実施の形態の半導体装置の製造工程を終了する。
【0045】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、前述した実施の形態1のイオン注入装置
1を使用して、イオン注入法によって、開口されている
半導体基板15に、リン(P)からなる不純物(n型の
不純物)をイオン打込みして、半導体基板15に不純物
イオン打込み領域21を形成していることにより、前述
した実施の形態1のイオン注入装置1を使用しているの
で、半導体基板(ウエハ)15にイオン注入して形成さ
れた不純物イオン打込み領域21にアルミニウムまたは
鉄などからなる金属汚染が防止できることにより、高性
能化および高信頼度化ができた不純物イオン打込み領域
21を形成することができる。
方法によれば、前述した実施の形態1のイオン注入装置
1を使用して、イオン注入法によって、開口されている
半導体基板15に、リン(P)からなる不純物(n型の
不純物)をイオン打込みして、半導体基板15に不純物
イオン打込み領域21を形成していることにより、前述
した実施の形態1のイオン注入装置1を使用しているの
で、半導体基板(ウエハ)15にイオン注入して形成さ
れた不純物イオン打込み領域21にアルミニウムまたは
鉄などからなる金属汚染が防止できることにより、高性
能化および高信頼度化ができた不純物イオン打込み領域
21を形成することができる。
【0046】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、前述した実施の形態1のイオン注入装置1を使用
して、イオン注入法によって、開口されている半導体基
板15に、リン(P)からなる不純物(n型の不純物)
をイオン打込みして、半導体基板15に不純物イオン打
込み領域21を形成する工程と、不純物イオン打込み領
域21の不純物を、熱拡散して、n型半導体領域(半導
体領域)22を形成する工程とを有することによって、
半導体領域22にアルミニウムまたは鉄などからなる金
属汚染が防止できることにより、半導体領域22の接合
リークを防止できると共にゲート絶縁膜17にアルミニ
ウムまたは鉄などからなる金属汚染が防止できるので、
高性能化および高信頼度化ができた半導体領域22およ
びゲート絶縁膜17を形成することができる。
れば、前述した実施の形態1のイオン注入装置1を使用
して、イオン注入法によって、開口されている半導体基
板15に、リン(P)からなる不純物(n型の不純物)
をイオン打込みして、半導体基板15に不純物イオン打
込み領域21を形成する工程と、不純物イオン打込み領
域21の不純物を、熱拡散して、n型半導体領域(半導
体領域)22を形成する工程とを有することによって、
半導体領域22にアルミニウムまたは鉄などからなる金
属汚染が防止できることにより、半導体領域22の接合
リークを防止できると共にゲート絶縁膜17にアルミニ
ウムまたは鉄などからなる金属汚染が防止できるので、
高性能化および高信頼度化ができた半導体領域22およ
びゲート絶縁膜17を形成することができる。
【0047】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、高性能化および高信頼度化ができた
半導体領域22およびゲート絶縁膜を形成することがで
きることにより、高性能でしかも高信頼度の半導体装置
を高製造歩留りをもって製造することができる。
製造方法によれば、高性能化および高信頼度化ができた
半導体領域22およびゲート絶縁膜を形成することがで
きることにより、高性能でしかも高信頼度の半導体装置
を高製造歩留りをもって製造することができる。
【0048】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0049】例えば、本発明のイオン注入装置は、高エ
ネルギーイオン注入装置、中電流イオン注入装置などの
種々の態様のイオン注入装置に適用できる。
ネルギーイオン注入装置、中電流イオン注入装置などの
種々の態様のイオン注入装置に適用できる。
【0050】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
本発明のイオン注入装置を用いたイオン注入法を使用し
て形成される半導体領域は、p型またはn型の半導体領
域とすることができ、拡散係数が大きいリン(n型不純
物)およびホウ素(p型不純物)以外の種々の材料から
なるp型の不純物またはn型の不純物を有する半導体領
域に適用することができる。
本発明のイオン注入装置を用いたイオン注入法を使用し
て形成される半導体領域は、p型またはn型の半導体領
域とすることができ、拡散係数が大きいリン(n型不純
物)およびホウ素(p型不純物)以外の種々の材料から
なるp型の不純物またはn型の不純物を有する半導体領
域に適用することができる。
【0051】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
MOSFET、CMOSFETおよびバイポーラトラン
ジスタなどの種々の半導体素子を組み合わせた態様の半
導体集積回路装置の製造方法とすることができる。
MOSFET、CMOSFETおよびバイポーラトラン
ジスタなどの種々の半導体素子を組み合わせた態様の半
導体集積回路装置の製造方法とすることができる。
【0052】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、MOSFET、CMOSFETなどを構成要素とす
るロジック系あるいはDRAM(Dynamic Random Acces
s Memory)、SRAM(Static Random Access Memory
)などのメモリ系などを有する種々の半導体集積回路
装置の製造方法に適用できる。
は、MOSFET、CMOSFETなどを構成要素とす
るロジック系あるいはDRAM(Dynamic Random Acces
s Memory)、SRAM(Static Random Access Memory
)などのメモリ系などを有する種々の半導体集積回路
装置の製造方法に適用できる。
【0053】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0054】(1).本発明のイオン注入装置によれ
ば、アナライザーマグネットの入口に、イオンビームの
可変スリットが設置されており、アナライザーマグネッ
トの出口に、ビームプロファイラーが設置されているこ
とにより、ビームプロファイラーを使用して、アナライ
ザーマグネットから出てくるイオンビームの上下および
左右の幅を測定し、ビームプロファイラーによって測定
したイオンビームの幅の情報を可変スリットの制御部に
電気的に与えて、可変スリットの上下方向および左右方
向または上下方向のみの制御を行うことができる。
ば、アナライザーマグネットの入口に、イオンビームの
可変スリットが設置されており、アナライザーマグネッ
トの出口に、ビームプロファイラーが設置されているこ
とにより、ビームプロファイラーを使用して、アナライ
ザーマグネットから出てくるイオンビームの上下および
左右の幅を測定し、ビームプロファイラーによって測定
したイオンビームの幅の情報を可変スリットの制御部に
電気的に与えて、可変スリットの上下方向および左右方
向または上下方向のみの制御を行うことができる。
【0055】したがって、本発明のイオン注入装置によ
れば、可変スリットとして、イオン源から発生されたイ
オンビームの上下方向および左右方向の可変スリットを
適用した場合、可変スリットによって、イオン源から発
生されたイオンビームを、上下方向および左右方向に変
えることができるので、上下方向および左右方向に制御
されたイオンビームをアナライザーマグネットおよび後
段加速部などに入射することができる。
れば、可変スリットとして、イオン源から発生されたイ
オンビームの上下方向および左右方向の可変スリットを
適用した場合、可変スリットによって、イオン源から発
生されたイオンビームを、上下方向および左右方向に変
えることができるので、上下方向および左右方向に制御
されたイオンビームをアナライザーマグネットおよび後
段加速部などに入射することができる。
【0056】(2).本発明のイオン注入装置によれ
ば、アナライザーマグネットおよび後段加速部などにお
けるイオンビームを、上下方向および左右方向に可変さ
れたイオンビームとすることができることにより、イオ
ンビームがアナライザーマグネットの真空容器および後
段加速部電極、スリットに照射されることを防止できる
ので、その真空容器の材料であるアルミニウム合金また
はステンレス鋼などから発生するアルミニウム、鉄また
はカーボンなどの汚染がウエハに注入されることが防止
できると共に異物およびカーボンコンタミが発生するの
を低減化できる。
ば、アナライザーマグネットおよび後段加速部などにお
けるイオンビームを、上下方向および左右方向に可変さ
れたイオンビームとすることができることにより、イオ
ンビームがアナライザーマグネットの真空容器および後
段加速部電極、スリットに照射されることを防止できる
ので、その真空容器の材料であるアルミニウム合金また
はステンレス鋼などから発生するアルミニウム、鉄また
はカーボンなどの汚染がウエハに注入されることが防止
できると共に異物およびカーボンコンタミが発生するの
を低減化できる。
【0057】(3).本発明のイオン注入装置によれ
ば、アナライザーマグネットの出口におけるビームプロ
ファイラーの隣接領域にイオン注入時にイオンビームの
広がりをモニターするセンサーが設置されており、設計
仕様に応じて、センサーは、イオン注入時にイオンビー
ムの広がりが大きい場合、イオンビームを止める機能が
付与されているものであることにより、イオンビームを
アナライザーなどの真空容器に照射されることを低減化
できるので、その真空容器の材料であるアルミニウム合
金またはステンレス鋼などから発生するアルミニウムま
たは鉄などの金属がウエハに注入されることが防止でき
ると共に異物およびカーボンコンタミが発生するのを低
減化できる。
ば、アナライザーマグネットの出口におけるビームプロ
ファイラーの隣接領域にイオン注入時にイオンビームの
広がりをモニターするセンサーが設置されており、設計
仕様に応じて、センサーは、イオン注入時にイオンビー
ムの広がりが大きい場合、イオンビームを止める機能が
付与されているものであることにより、イオンビームを
アナライザーなどの真空容器に照射されることを低減化
できるので、その真空容器の材料であるアルミニウム合
金またはステンレス鋼などから発生するアルミニウムま
たは鉄などの金属がウエハに注入されることが防止でき
ると共に異物およびカーボンコンタミが発生するのを低
減化できる。
【0058】(4).本発明のイオン注入装置によれ
ば、ウエハにイオン注入して形成される半導体領域など
にアルミニウム、鉄またはカーボンなどからなる汚染が
防止できることにより、ウエハおよびイオン注入法を用
いた製造工程が適用されている半導体装置のMOSFE
Tのソースおよびドレインとしての半導体領域を高性能
化および高信頼度化ができる。
ば、ウエハにイオン注入して形成される半導体領域など
にアルミニウム、鉄またはカーボンなどからなる汚染が
防止できることにより、ウエハおよびイオン注入法を用
いた製造工程が適用されている半導体装置のMOSFE
Tのソースおよびドレインとしての半導体領域を高性能
化および高信頼度化ができる。
【0059】また、本発明の形態のイオン注入装置によ
れば、ウエハにイオン注入して形成される半導体領域な
どにアルミニウム、鉄またはカーボンなどからなる汚染
が防止できることにより、イオン注入装置の真空容器な
どの構成要素の汚染化および不良化を低減化できるの
で、優れたイオン注入装置とすることができる。
れば、ウエハにイオン注入して形成される半導体領域な
どにアルミニウム、鉄またはカーボンなどからなる汚染
が防止できることにより、イオン注入装置の真空容器な
どの構成要素の汚染化および不良化を低減化できるの
で、優れたイオン注入装置とすることができる。
【0060】(5).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、前述した本発明のイオン注入装置を使用して、
イオン注入法によって、開口されている半導体基板(ウ
エハ)に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板に不純物イオン打込み領域を
形成していることにより、前述した本発明のイオン注入
装置を使用しているので、半導体基板にイオン注入して
形成された不純物イオン打込み領域にアルミニウム、鉄
またはカーボンなどからなる汚染が防止できることによ
り、高性能化および高信頼度化ができた不純物イオン打
込み領域を形成することができる。
よれば、前述した本発明のイオン注入装置を使用して、
イオン注入法によって、開口されている半導体基板(ウ
エハ)に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板に不純物イオン打込み領域を
形成していることにより、前述した本発明のイオン注入
装置を使用しているので、半導体基板にイオン注入して
形成された不純物イオン打込み領域にアルミニウム、鉄
またはカーボンなどからなる汚染が防止できることによ
り、高性能化および高信頼度化ができた不純物イオン打
込み領域を形成することができる。
【0061】(6).本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、前述した本発明のイオン注入装置を使用して、
イオン注入法によって、開口されている半導体基板(ウ
エハ)に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板に不純物イオン打込み領域を
形成する工程と、不純物イオン打込み領域の不純物を、
熱拡散して、n型半導体領域(半導体領域)を形成する
工程とを有することによって、半導体領域にアルミニウ
ム、鉄またはカーボンなどからなる汚染が防止できるこ
とにより、半導体領域の接合リークを防止できると共に
ゲート絶縁膜にアルミニウム、鉄またはカーボンなどか
らなる汚染を防止できるので、高性能化および高信頼度
化ができた半導体領域およびゲート絶縁膜を形成するこ
とができる。
よれば、前述した本発明のイオン注入装置を使用して、
イオン注入法によって、開口されている半導体基板(ウ
エハ)に、リンからなる不純物(n型の不純物)をイオ
ン打込みして、半導体基板に不純物イオン打込み領域を
形成する工程と、不純物イオン打込み領域の不純物を、
熱拡散して、n型半導体領域(半導体領域)を形成する
工程とを有することによって、半導体領域にアルミニウ
ム、鉄またはカーボンなどからなる汚染が防止できるこ
とにより、半導体領域の接合リークを防止できると共に
ゲート絶縁膜にアルミニウム、鉄またはカーボンなどか
らなる汚染を防止できるので、高性能化および高信頼度
化ができた半導体領域およびゲート絶縁膜を形成するこ
とができる。
【0062】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法によれば、高性能化および高信頼度化ができた半導体
領域およびゲート絶縁膜を形成することができることに
より、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を高製造歩
留りをもって製造することができる。
法によれば、高性能化および高信頼度化ができた半導体
領域およびゲート絶縁膜を形成することができることに
より、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を高製造歩
留りをもって製造することができる。
【図1】本発明の実施の形態1であるイオン注入装置を
透視的に示す概略平面図である。
透視的に示す概略平面図である。
【図2】図1におけるA−A矢視断面を拡大して示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図4】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図6】本発明の実施の形態2である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
1 イオン注入装置 2 イオン源 3 イオンビーム 4 イオンビーム 5 真空容器 6 アナライザーマグネット 7 電磁石 8 可変スリット 8a 制御部 9 ビームプロファイラー 9a 制御部 10 センサー 10a 制御部 11 後段加減速部 12 イオン注入室 13 ウエハステージ 14 ウエハ 15 半導体基板(ウエハ) 16 素子分離用のフィールド絶縁膜 17 ゲート絶縁膜 18 ゲート電極 19 絶縁膜 20 サイドウォールスペーサ 21 不純物イオン打込み領域 22 n型半導体領域(半導体領域) 23 絶縁膜 24 プラグ 25 配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 仁志 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 青木 明 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 5C030 AA04 AA10 AB05 5C033 BB03 BB06 BB09 BB10 5C034 CC02 CC17 CC19 CD03 CD08
Claims (7)
- 【請求項1】 アナライザーマグネットの入口に、イオ
ンビームの可変スリットが設置されており、アナライザ
ーマグネットの出口に、ビームプロファイラーが設置さ
れていることを特徴とするイオン注入装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のイオン注入装置であっ
て、前記可変スリットは、イオンビームの上下方向およ
び左右方向の可変スリットとされていることを特徴とす
るイオン注入装置。 - 【請求項3】 請求項1記載のイオン注入装置であっ
て、前記可変スリットは、イオンビームの上下方向の可
変スリットとされていることを特徴とするイオン注入装
置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のイ
オン注入装置であって、前記アナライザーマグネットの
出口に、イオン注入時にイオンビームの広がりをモニタ
ーするセンサーが設置されていることを特徴とするイオ
ン注入装置。 - 【請求項5】 請求項4記載のイオン注入装置であっ
て、前記センサーは、イオン注入時にイオンビームの広
がりが大きい場合、広がりが大きい領域の前記イオンビ
ームを止める機能が付与されていることを特徴とするイ
オン注入装置。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のイ
オン注入装置を用いたイオン注入法を使用して、不純物
のイオン打込みを行う工程を有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記不純物として、リンなどのn型の不純物ま
たはホウ素などのp型の不純物を使用していることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10325408A JP2000149855A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | イオン注入装置および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10325408A JP2000149855A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | イオン注入装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000149855A true JP2000149855A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18176519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10325408A Pending JP2000149855A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | イオン注入装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000149855A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100734308B1 (ko) | 2006-01-26 | 2007-07-02 | 삼성전자주식회사 | 가변 스크린 어퍼쳐를 갖는 이온 주입 시스템 및 이를이용한 이온 주입 방법 |
JP2008546155A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | ビームストップ及びビーム調整方法 |
JP2015103281A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 株式会社Sen | 高エネルギーイオン注入装置、ビーム電流調整装置、及びビーム電流調整方法 |
-
1998
- 1998-11-16 JP JP10325408A patent/JP2000149855A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101306541B1 (ko) * | 2005-06-03 | 2013-09-17 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 빔 정지 및 빔 조정 방법 |
KR100734308B1 (ko) | 2006-01-26 | 2007-07-02 | 삼성전자주식회사 | 가변 스크린 어퍼쳐를 갖는 이온 주입 시스템 및 이를이용한 이온 주입 방법 |
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