JP2002246328A - 熱処理方法、熱処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＯＳトランジスタに不純物拡散領域を形成
する工程において、パターンの存在による照度ムラを生
じさせずに半導体基板の最表層数μｍのみの温度を急激
に上げるフラッシュアニール装置を用いて、半導体基板
上の位置による温度ムラのない熱処理方法、装置及び半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 ゲート長が１００ｎｍ以下の微細ＭＯＳ
ＦＥＴ素子に必須な非常に浅い不純物拡散領域形成に用
いられる高温且つ１秒以下の短時間の熱処理を実現する
方法において、被アニール基板１１２へのフラッシュラ
ンプからの光の方向を制限させることにより入射角を６
０度以下に制限した光を入射させる。フラッシュランプ
から半導体基板などの被アニール基板へ照射される光の
うち大きな角度で入射する光の成分を除去することで均
一な熱処理が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理方法及び熱
処理装置、この熱処理装置を利用した半導体装置の製造
方法に関し、とくにゲート長が１００ｎｍ以下の微細Ｍ
ＯＳＦＥＴ素子に必須の非常に浅い不純物拡散領域を形
成する際に必要となる、高温且つ１秒未満の短時間熱処
理を実現する熱処理方法、熱処理装置及び不純物を活性
化する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】近年、コンピュータや通信機器の重要部
分には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を構成
するように結び付けて１チップ上に集積化した大規模集
積回路（ＬＳＩ）が多用されている。このため、機器全
体の性能は、半導体装置であるＬＳＩ単体の性能と大き
く結び付いている。ＬＳＩ単体の性能向上は、集積度を
高めること、つまり半導体装置を構成する素子の微細化
により実現できる。素子の微細化は、例えば、ソース／
ドレイン領域などの不純物拡散領域やゲート絶縁膜直下
のチャネル領域などの機能領域を形成する際のイオン注
入及びその後の熱処理（アニール）を最適化することに
より可能となる。近年の半導体素子の微細化の進行は著
しい。とくにＭＰＵ等の高速動作を目的としたロジック
系ＭＯＳ型ＦＥＴ素子のゲート長（Ｌｇ）は、西暦２０
００年には１２０ｎｍ、２００１年には１００ｎｍに達
しようとしている（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｏａｄｍａｐ ｆｏｒ Ｓｅｍｉ
ｃｍｄｕｃｔｏｒ（ＩＴＲＳ）１９９９Ｅｄｉｔｉｏｎ
参照）。

【０００３】トランジスタのゲート長が縮小すると、短
チャネル効果と呼ばれる素子特性の劣化を抑止するため
に不純物拡散領域の深さも浅くすることが求められるよ
うになり、特にゲート電極に端部を接するソース／ドレ
イン領域のエクステンション領域は、前記ロードマップ
によれば、ゲート長１２０ｎｍ世代で３６〜６０ｎｍ、
１００ｎｍ世代で３０〜５０ｎｍと非常に浅いことが要
求される。その上、このソース・ドレイン・エクステン
ション領域のシート抵抗は、この領域の抵抗によって寄
生抵抗が増大し素子特性が劣化しないように、世代と共
に低減していくことが求められている（ゲート長１２０
ｎｍ世代で３５０〜８００Ω／□、１００ｎｍ世代で３
１０〜７６０Ω／□である）。このように、ソース・ド
レイン・エクステンション部分に求められる、浅く、不
純物濃度が濃く、且つ不純物の活性化率が高いという要
求を満たすために、低加速のイオン注入技術の他に高温
且つ極短時間のアニール技術が求められるようになって
きている。とくに極短時間のアニールを実現する方法と
して、タングステンハロゲンランプを熱源とするＲＴＡ
(Rapid Thermal Annealing) 装置よりさらに急峻な昇降
温度特性をもつキセノン（Ｘｅ）などのガスプラズマに
よるフラッシュランプを熱源としたフラッシュアニール
装置が有効である。

【０００４】図８は、フラッシュアニール装置の概略断
面図である。熱処理室１１内部には支持ピン１３に支持
されたシリコン半導体基板などの被アニール基板１２が
収容されている。熱処理室１１の上部は、照射光に対し
て透明な石英窓１４が形成されており、この石英窓１４
の上方には、発光される光が石英窓１４に向かう複数の
整列された棒状Ｘｅフラッシュランプ１５が配置されて
いる。被アニール基板を予め加熱しておく場合は、熱処
理室の下方にハロゲンランプを配置しておく場合もあ
る。以上に説明した装置は、棒状のＸｅガスフラッシュ
ランプを被アニール基板表面に対して平行に並べて、こ
れらのフラッシュランプを同時に発光させることによ
り、被アニール基板表層を極短時間だけ高温に加熱する
ことが可能なアニール装置である。

【０００５】フラッシュアニール装置で用いるＸｅガス
フラッシュランプの発光特性は、図９に示すような可視
光を中心とした分光分布を持ち、発光時間が数ミリ秒か
ら数十ミリ秒と非常に短時間に高密度のエネルギーを照
射できる。そのため、照射されたフラッシュランプ光
は、被アニール基板の表層数μｍ程度の温度をこの発光
時間と同程度の時間で急激に１０００℃以上に上昇さ
せ、また、発光が終了した後はこの被アニール基板の表
層数μｍ程度の温度は、基板深さ方向への熱伝導により
急速に低下するため、例えば、到達時間１０００℃以上
のアニールにおいてさえ、基板表層が７００℃以上にな
っている時間を数十ミリ秒以下に抑えることが可能であ
る。例えば、タングステンハロゲンランプを用いたＲＴ
Ａ装置で昇温レートを２５０℃／秒、降温レートが１０
０℃／秒を実現したとしても到達温度が１０００℃のア
ニールでも基板温度が７００℃以上になっている時間が
４秒以上になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような良好な特性
を持つフラッシュアニール装置にも問題点がある。すな
わち、直径２００ｍｍ〜３００ｎｍ程度のシリコン半導
体基板（ウエハ）全面に半導体素子を形成する場合には
フラッシュ光の強度をシリコンウエハ全面で均一にする
必要があることから、図１０に示すような棒状のフラッ
シュランプを同一平面上に並べてアニールを行う。図１
０は、被アニール基板表面での照射強度を説明するため
の、図８のＸｅフラッシュランプアニール装置の概念図
である。シリコン半導体基板などの被アニール基板１２
の上方に距離Ｄをおいて棒状Ｘｅフラッシュランプが配
置されている。このフラッシュランプ１５は、複数のフ
ラッシュランプ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌｋ、・
・・、Ｌｎ）から構成されている。複数のフラッシュラ
ンプの間隔Ｐは、同じであり、Ｘ軸を横軸に取ると、こ
れらランプの位置は、それぞれＸL1、ＸL2、ＸL3、・・
・、ＸLk、・・・、ＸLnで現される。フラッシュランプ
１５のうち、特定のランプＸLkから被アニール基板上の
所定の点（横軸に示すＸ０の位置）までの距離は、ｒLk
で表わされる。このｒLkは、ランプＬｋから被アニール
基板１２へ照射される光の光路を示しており、この光
は、被アニール基板１２の垂直方向とθ傾斜してこの位
置（Ｘ０）に入射している。このθは、入射角という。

【０００７】これらのフラッシュランプ１５から任意の
被アニール基板上の所定の点（Ｘ０）照射強度ＩX0は、
次式で表わされる。 Ｉ＝Ｉ０／ｒL1＋Ｉ０／ｒL2＋Ｉ０／ｒL3＋・・・＋Ｉ０／ｒLn ＝Ｉ０×Σ１［Ｄ² ＋（Ｘ−ＸLk）² ］^0.5 （Ｉ０は、各フラッシュランプ 中心点での照射強度を示す） 実際にフラッシュランプによって加熱する半導体素子
は、半導体基板表面に凹凸が存在している。図３及び図
４に示すソース・ドレイン・エクステンション領域は、
イオン注入とそれに続く熱処理により形成されるが、こ
の熱処理は、高温であり、且つ極短時間（数１０ｍｓ以
下）のフラッシュランプアニールによるものである。

【０００８】これらの図に示すように、ＭＯＳＦＥＴ素
子には、例えば、ゲート電極に代表される大きな凹凸が
存在している。したがって、従来技術による低角で入射
する（即ち、入射角の大きい）フラッシュランプ光は、
このゲート電極などの凹凸に遮られて、ゲート電極の近
傍のＡ領域（図３）のように、実際にアニールを行いた
いソース・ドレイン・エクステンション領域表面に辿り
着かなくなる。このゲート電極近傍のソース・ドレイン
・エクステンション領域（Ａ領域）は、極浅く、低抵抗
のエクステンション領域が最も強く要求される領域であ
る。とくに、図４のように、ゲート電極が密集した素子
の場合にはゲート電極に挟まれた領域に達する光量は、
他の領域よりも低下してしまう。例えば、図１０に示す
ランプ間隔Ｐを１２．５ｍｍ、フラッシュランプと被ア
ニール基板表面との距離Ｄ２５ｍｍと仮定した場合、図
４に示すようなゲート電極間にはさまれた領域（ゲート
電極の高さとゲート電極間の距離の比率を１：１と仮定
する）に当たるフラッシュ光は、ゲート電極上面の約半
分になってしまう。

【０００９】タングステンハロゲンランプを用いた従来
型のＲＴＡ装置の場合には、同様のランプ配列を行い、
この例と同様にゲート電極間に照射される光量が減少し
たとしても、昇降温度速度が十分に小さいために被アニ
ール基板の厚さ（１ｍｍ）程度の範囲の温度が一定に保
たれるので、このような温度ムラが発生しないのに対し
て、被アニール基板の最表層数μｍのみの温度を急激に
上げるフラッシュアニール装置においてはこの照度ムラ
が直接温度ムラに直結してしまうという問題があった。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、
ＭＯＳトランジスタの不純物拡散領域を形成する工程に
おいて、半導体基板上のパターンの存在による照度ムラ
を生じさせずに被アニール基板の最表層数μｍのみの温
度を急激に上げるフラッシュアニール装置を用いること
により、半導体基板上の位置による温度ムラのない熱処
理方法及び装置及びこの熱処理を用いた半導体装置の製
造方法を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート長が１
００ｎｍ以下の微細ＭＯＳＦＥＴ素子に必須な非常に浅
い不純物拡散領域形成に用いられる高温且つ１秒以下の
短時間の熱処理を実現する方法において、被アニール基
板へのフラッシュランプからの光の方向を制限させるこ
とにより入射角を６０度以下に制限した光を入射させる
ことを特徴としている。熱源としてキセノンガス励起を
用いたフラッシュランプを使用し、フラッシュランプか
ら被アニール基板へ照射される光のうち大きな角度で入
射する光の成分を除去することにより、被アニール基板
に入射するフラッシュランプ光の入射角を６０度以下に
制限することで、例えば、被アニール基板である半導体
基板上に凹凸が存在するような半導体素子のアニールに
おいて均一な熱処理が可能になる。本発明の熱処理方法
は、複数のフラッシュランプからなる光源から光を発生
させるステップと、前記光源から入射する光の方向を変
えたり入射角度の大きな光を除去することにより入射角
が６０度以下の入射光を被処理基板へ入射させるステッ
プとを備えたことを特徴としている。前記光は、１秒未
満前記被処理基板に照射するようにしても良い。

【００１１】本発明の熱処理装置は、複数のフラッシュ
ランプからなる光源と、前記光源から発せられる光の方
向を変える、もしくは光の方向を制限する制御手段とを
備え、前記制御手段は、前記光源から発せられた光の方
向を変えたり入射角の大きな光を除去したりすることに
より被処理基板への入射角を６０度以下にすることを特
徴としている。前記制御手段は、前記複数のフラッシュ
ランプの夫々と前記被処理基板との間及び前記フラッシ
ュランプの背面に配置された筒状の反射板からなるよう
にしても良い。前記制御手段は、前記複数のフラッシュ
ランプの夫々と前記被処理基板との間に配置された可視
光に対して透明な誘電体角柱からなるようにしても良
い。前記制御手段は、前記複数のフラッシュランプの夫
々と前記被処理基板との間に配置された可視光に対する
反射率が５０％以下の材料からなる筒状コリメータから
なるようにしても良い。本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板に不純物をイオン注入する工程と、上記
のいずれかの熱処理装置を用いて前記半導体基板に光を
１秒以下照射して前記イオン注入された不純物を活性化
させ、この不純物で構成される不純物拡散領域を形成す
る工程とを備えたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。本発明は、被アニール基板に入射す
るフラッシュ光の方向を制御することにより、入射角が
６０度以下の光を入射させて被アニール基板表面に凹凸
が存在しても加熱ムラが生じないようにする。まず、図
１乃至図４を参照して第１の実施例を説明する。図１
は、フラッシュアニール装置の概略断面図、図２は、図
１のフラッシュアニール装置を上から見た平面図、図３
及び図４は、本発明及び従来例の高温、極短時間アニー
ルによって非常に浅い不純物拡散領域形成が強く求めら
れるｐ型ＭＯＳＦＥＴ素子のソース・ドレイン・エクス
テンション領域形成時の素子構造の概略断面図である。
熱処理室１１１の内部には支持ピン１１３に、支持され
た、例えば、シリコン半導体基板（シリコンウェハ）か
らなる、被アニール基板１１２が収容されている。熱処
理室１１１の上部は、照射光に対して透明な石英窓１１
４が形成されており、この石英窓１１４の上方には、発
光される光が石英窓１１４に向かうように整列された複
数の棒状Ｘｅフラッシュランプ１１５が配置されてい
る。熱処理工程において、被アニール基板を予め加熱し
ておく方法を採る場合には、熱処理室の下方に基板の予
備加熱に用いるハロゲンランプを配置しておくこともで
きる。

【００１３】この実施例では、複数の棒状フラッシュラ
ンプ１１５をそれぞれ下方を除いて囲むように、図の奥
行き方向に長い放射面を有するかまぼこ型のリフレクタ
１１６を配置する。また、複数の棒状フラッシュランプ
１１５の下方から石英窓１１４の間にはほぼ長方形状の
石英角柱１１７が光ガイドとして配置されている。石英
角柱１１７は各棒状フラッシュランプ１１５の直下に置
く必要があるので図２に示すように縦横に密接して配列
される。即ち、任意の棒状フラッシュランプ１１５は、
１列に配列されている石英角柱１１７の列のほぼ中央に
対向するように配置されている。このように、この実施
例では、入射角が６０度以下のフラッシュランプ光が多
く入射するので被アニール基板表面に凹凸が存在しても
加熱ムラが生じないようにすることができる。以上に説
明した装置は、棒状のＸｅガスフラッシュランプ１１５
をシリコン半導体基板などの被アニール基板１１２表面
に対して平行に並べて、これらのフラッシュランプ１１
５を同時に発光させることにより、被アニール基板１１
２の表層を極短時間（数１０ｍｓ以下）高温に加熱する
ことが可能なアニール装置である。

【００１４】このアニール装置を用いた図３及び図４に
示すｐ型ＭＯＳＦＥＴ素子の製造工程のうちの拡散領域
形成処理を説明する。図３は、素子領域内に１つのＭＯ
Ｓトランジスタが形成された場合である。シリコンなど
の半導体基板１０１の表面領域にはシリコン酸化膜など
が埋め込まれたＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)など
の素子分離領域１０２が形成されている。この素子分離
領域１０２に囲まれた素子領域にはｎ型ウエル領域１０
３が形成され、ＭＯＳトランジスタは、この中に形成さ
れている。ｎ型ウエル領域１０３内において、基板表面
に１対のｐ型ソース・ドレイン・エクステンション領域
１０６が形成されている。この領域は、イオン注入法と
それに続く熱拡散処理により形成される。この１対のｐ
型ソース・ドレイン・エクステンション領域１０６間の
上にシリコン酸化膜などのゲート絶縁膜１０４を介し
て、例えば、多結晶シリコンなどのゲート電極１０５が
形成されている。図４は、半導体基板１０１に形成され
た素子領域内のｎ型ウエル領域１０３に複数のゲート電
極１０５（図では２個）が形成されている。このソース
・ドレイン・エクステンション領域は、イオン注入とそ
れに続く熱処理により形成されるが、この熱処理は、高
温、且つ極短時間（数１０ｍｓ以下）のフラッシュラン
プアニールによるものである。

【００１５】この実施例では、棒状のフラッシュランプ
を囲むように、放射面を有するかまぼこ型のリフレクタ
を配置するので、図１に示す図面の左右方向への低角の
フラッシュ光の入射を制限することができる。また、ラ
ンプ直下に石英等の可視光に対して透明度が高く真空
（大気）よりも屈折率の高い材料の角柱を配置するの
で、被アニール基板に入射するフラッシュランプ光の入
射角度を制限し、入射角（入射光と入射面の法線とのな
す角度）が６０度以下の垂直に近い成分のみを被アニー
ル基板に当てることが可能になる。その結果、図３に示
されるように、本発明のフラッシュランプ光は、このゲ
ート電極などの凹凸に遮られずに、ゲート電極の近傍の
Ａ領域のように、実際にアニールを行いたいソース・ド
レイン・エクステンション領域表面に辿り着くことがで
きる。このゲート電極近傍のソース・ドレイン・エクス
テンション領域（Ａ領域）は、極浅く、低抵抗のエクス
テンション領域が最も強く要求される領域である。この
実施例によれば、入射角が６０度以下のフラッシュラン
プ光が多く入射するのでシリコンウェハ表面に凹凸が存
在しても加熱ムラが生じないようにすることができる。

【００１６】次に、図５及び図６を参照して第２の実施
例を説明する。図５は、フラッシュアニール装置の概略
断面図、図６は、図５のフラッシュアニール装置を上か
ら見た平面図である。熱処理室２１１の内部には支持ピ
ン２１３に支持された、例えば、シリコン半導体基板
（シリコンウェハ）からなる、被アニール基板２１２が
収容されている。熱処理室２１１の上部は、照射光に対
して透明な石英窓２１４が形成されており、この石英窓
２１４の上方には、発光される光が石英窓２１４に向か
うように整列された複数の棒状Ｘｅフラッシュランプ２
１５が配置されている。熱処理工程において、被アニー
ル基板を予め加熱しておく方法を採る場合には、熱処理
室の下方に基板の予備加熱に用いるハロゲンランプを配
置しておくこともできる。

【００１７】この実施例では、複数の棒状フラッシュラ
ンプ２１５を下方を除いて囲むように、図の奥行き方向
に長い箱型のリフレクタ２１６を配置する。また、複数
の棒状フラッシュランプ２１５の下方から石英窓２１４
の間には複数のほぼ長方形状の光吸収板（コリメータ）
２１７がほぼ等間隔に縦横に立った状態で配置されてい
る。したがって、縦横に立った状態で配置された光吸収
板２１７によって四面が囲まれた空洞の四角柱が形成さ
れている。光吸収板２１７によって形成された上記四角
柱は、各棒状フラッシュランプ２１５の直下に置く必要
があるので図６に示すように縦横に密接して配列される
構成になっている。即ち、任意の棒状フラッシュランプ
２１５は、１列に配列されている四角柱の列のほぼ中央
に対向するように配置されている。このような構成にす
ることにより、この実施例では、入射角が６０度以下の
フラッシュランプ光が多く入射するので被アニール基板
表面に凹凸が存在しても加熱ムラが生じないようにする
ことができる。

【００１８】以上に説明した装置は、棒状のＸｅガスフ
ラッシュランプ２１５をシリコンウェハなどの被アニー
ル基板２１２の表面に対して平行に並べて、これらのフ
ラッシュランプ２１５を同時に発光させることにより、
被アニール基板２１２の表層を極短時間（数１０ｍｓ以
下）高温に加熱することが可能なアニール装置であり、
このフラッシュアニール装置を用いて図３及び図４に示
すｐ型ＭＯＳＦＥＴ素子の製造工程のうちの拡散領域形
成処理を実施することができる。この実施例において
は、フラッシュランプ直下に図１における石英角柱に代
えて、フラッシュ光に対して反射率の低い（即ち、吸収
率の高い）光吸収板で形成した升目状に構成されたコリ
メータを配置することにより、フラッシュランプから放
射された光のうち、被アニール基板に大きな角度で入射
しようとする光をコリメータに吸収させることができ、
被アニール基板表面に凹凸が存在しても加熱ムラが生じ
ないようにできる。第１及び第２の実施例のいずれにお
いても、棒状フラッシュランプの長手方向に対しても、
石英角柱やコリメータによる分割が行われ、大きな角度
で被アニール基板に入射することがないようになってい
る。

【００１９】特に第２の実施例においては、フラッシュ
ランプから発せられた光のうち被アニール基板に到達す
る光の割合が低いため、エネルギー効率という点では第
１の実施例に劣るものの構造が単純であるため、穴のピ
ッチや長さの異なるコリメータを多数用意し、アニール
する基板構造に合わせて選択すると言った使用法を用い
ることも容易である。次に、図７を参照して第３の実施
例を説明する。図７は、フラッシュアニール装置の概略
断面図である。熱処理工程において、被アニール基板を
予め加熱しておく方法を採る場合には、熱処理室の下方
に基板の予備加熱に用いるハロゲンランプを配置してお
くこともできる。この実施例は、このような予備加熱ラ
ンプを備えたフラッシュアニール装置を説明する。熱処
理室３１１の内部には支持ピン３１３に支持された、例
えば、シリコン半導体基板からなる被アニール基板３１
２が収容されている。熱処理室３１１の上部は、照射光
に対して透明な石英窓３１４が形成されており、この石
英窓３１４の上方には、発光される光が石英窓３１４に
向かうように整列された複数の棒状Ｘｅフラッシュラン
プ３１５が配置されている。

【００２０】この実施例では、複数の棒状フラッシュラ
ンプ３１５をそれぞれ下方を除いて囲むように、図の奥
行き方向に長い放射面を有するかまぼこ型のリフレクタ
３１６を配置する。また複数の棒状フラッシュランプ３
１５の下方から石英窓３１４の間にはほぼ長方形状の石
英角柱３１７が光ガイドとして配置されている。石英角
柱３１７は各棒状フラッシュランプ３１５の直下に置く
必要があるので縦横に密接して配列される。即ち、任意
の棒状フラッシュランプ３１５は、１列に配列されてい
る石英角柱３１７の列のほぼ中央に対向するように配置
されている。このように、この実施例では、入射角が６
０度以下のフラッシュランプ光が多く入射するので被ア
ニール基板表面に凹凸が存在しても加熱ムラが生じない
ようにすることができる。以上に説明したフラッシュア
ニール装置は、棒状のＸｅガスフラッシュランプ３１５
をシリコン半導体基板などの被アニール基板３１２表面
に対して平行に並べて、これらのフラッシュランプ３１
５を同時に発光させて、被アニール基板３１２の表層を
極短時間（数１０ｍｓ以下）高温に加熱するアニール装
置であり、この装置を用いた図３及び図４に示すｐ型Ｍ
ＯＳＦＥＴ素子の製造工程のうちの拡散領域形成処理を
説明する。

【００２１】この被アニール基板３１２をフラッシュア
ニール装置に入れ、イオン注入された不純物の熱拡散を
行う。この工程は、まず、被アニール基板３１２を予備
加熱するために下からのタングステンハロゲンランプ３
１８に電力を投入し、１秒間に５０℃の速度で昇温し、
５００℃まで加熱した。その後タングステンハロゲンラ
ンプ３１８によって被アニール基板３１２の温度を５０
０℃に保った状態でフラッシュランプ３１５を一回だけ
極短時間点灯し、その直後にタングステンハロゲンラン
プ３１８を消灯した。その際に使用したフラッシュラン
プ３１５の点灯時間は、半値幅で１．５ｍｓｅｃであ
り、照射エネルギー密度は、３０Ｊ／ｃｍ ² である。こ
のようにしてアニールした被アニール基板の不純物拡散
層を調べた結果、通常のタングステンハロゲンランプの
みを用いたＰＴＡ装置によってアニールした場合より
も、抵抗が低く、且つ広がりが小さい拡散層が得られ、
また、基板表面の凹凸による不純物活性化率の低下（抵
抗の上昇）も見られずに、均一性の高い活性化が行われ
た。

【００２２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ゲート長が１０
０ｎｍ以下の微細なＭＯＳＦＥＴ素子において使用可能
な、接合深さが非常に浅く、且つ低抵抗なソース・ドレ
イン・エクステンション領域をパターン形状によらずに
均一に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラッシュアニール装置の概略断面
図。

【図２】図１のフラッシュアニール装置を上から見た平
面図。

【図３】本発明及び従来例の高温、極短時間アニールに
よって非常に浅い不純物拡散領域形成が強く求められる
ｐ型ＭＯＳＦＥＴ素子のソース・ドレイン・エクステン
ション領域形成時の素子構造の概略断面図。

【図４】本発明及び従来例の高温、極短時間アニールに
よって非常に浅い不純物拡散領域形成が強く求められる
ｐ型ＭＯＳＦＥＴ素子のソース・ドレイン・エクステン
ション領域形成時の素子構造の概略断面図。

【図５】本発明のフラッシュアニール装置の概略断面
図。

【図６】図５のフラッシュアニール装置を上から見た平
面図。

【図７】本発明のフラッシュアニール装置の概略断面
図。

【図８】従来のフラッシュアニール装置の概略断面図。

【図９】Ｘｅフラッシュランプの特徴を説明するための
Ｘｅフラッシュランプの分光特性図。

【図１０】被アニール基板表面での照射強度を説明する
ための図８のＸｅフラッシュランプアニール装置の概念
図。

【符号の説明】

１１、１１１、２１１、３１１・・・熱処理室、 １２、１１２、２１２、３１２・・・被アニール基板、 １３、１１３、２１３、３１３・・・支持ピン、 １４、１１４、２１４、３１４・・・石英窓、 １５、１１５、２１５、３１５・・・フラッシュラン
プ、 １０１・・・シリコン半導体基板、 １０２・・・素
子分離領域、 １０３・・・ｎ型ウエル領域、 １０４・・・ゲート
絶縁膜、 １０５・・・ゲート電極、 １０６・・・ソース・ドレイン・エクステンション領
域。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のフラッシュランプからなる光源か
   ら光を発生させるステップと、 前記光源からの光の方向を変えて入射角が６０度以下の
   入射光を被処理基板へ入射させるステップとを備えたこ
   とを特徴とする熱処理方法。
2. 【請求項２】 前記光は、１秒未満前記被処理基板に照
   射することを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
3. 【請求項３】 複数のフラッシュランプからなる光源
   と、 前記光源から発せられる光の方向を変える制御手段とを
   備え、 前記制御手段は、前記光源から発せられた光の方向を変
   えて被処理基板への入射角を６０度以下にすることを特
   徴とする熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記複数のフラッシュ
   ランプの夫々と前記被処理基板との間及び前記フラッシ
   ュランプの背面に配置された筒状の反射板からなること
   を特徴とする請求項３に記載の熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記複数のフラッシュ
   ランプの夫々と前記被処理基板との間に配置された可視
   光に対して透明な誘電体角柱からなることを特徴とする
   請求項３に記載の熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記複数のフラッシュ
   ランプの夫々と前記被処理基板との間に配置された可視
   光に対する反射率が５０％以下の材料からなる筒状コリ
   メータからなることを特徴とする請求項３に記載の熱処
   理装置。
7. 【請求項７】 半導体基板に不純物をイオン注入する工
   程と、 請求項３乃至請求項６のいずれかに記載された熱処理装
   置を用いて前記半導体基板に光を１秒以下照射して前記
   イオン注入された不純物を活性化させ、この不純物で構
   成される不純物拡散領域を形成する工程とを備えたこと
   を特徴とする半導体装置の製造方法。