JP2012004584A - Circuit manufacturing method, annealing control method, and information recording medium - Google Patents

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友子 松田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent dopant from undesirably diffusing while relaxing stress in a silicon wafer, when spike-annealing the silicon wafer doped with the dopant.SOLUTION: The silicon wafer heated up to an annealing temperature is cooled at a high cooling rate initially and at a low cooling rate lastly. Since the cooling rate slows down in the middle of the cooling, stress in the silicon wafer is relaxed, and since the cooling rate is high to the halfway, thermal energy sufficient to cut a bond between the dopant and the silicon wafer does not act on the dopant in a lowered solid solubility, thereby the dopant does not undesirably diffuse because the bond between the dopant and the silicon wafer is not cut.

Description

本発明は、シリコン基板にイオン注入された不純物をアニール処理により活性化する回路製造方法および装置、回路製造装置の動作を制御するアニール制御方法および装置、回路製造装置の動作を制御するコンピュータに各種の処理動作を実行させるためのプログラムがソフトウェアとして格納されている情報記憶媒体、に関する。   The present invention relates to a circuit manufacturing method and apparatus that activates impurities implanted into a silicon substrate by annealing, an annealing control method and apparatus that controls the operation of the circuit manufacturing apparatus, and a computer that controls the operation of the circuit manufacturing apparatus. The present invention relates to an information storage medium in which a program for executing the processing operation is stored as software.

近年、ロジック回路などに利用されているMOSトランジスタでは、通常のソース/ドレイン領域の内側にライトドープのLDD(Lightly Doped Drain−Source)領域を追加することにより、ホットキャリアの発生を抑制するとともにブレークダウン電圧の低下も防止していた。   In recent years, MOS transistors used in logic circuits or the like suppress the occurrence of hot carriers and break by adding a lightly doped LDD (Lightly Doped Drain-Source) region inside a normal source / drain region. The decrease in down voltage was also prevented.

しかし、現在のMOSトランジスタでは電源電圧も低下しているので上述のような目的の重要性は低下しており、LDD領域の不純物の濃度を上昇させて低抵抗化することが実施されている。これはエクステンション領域と呼称されており、通常のソース/ドレイン領域よりは低濃度であるが従来のLDD領域よりは高濃度に形成される。   However, in the current MOS transistor, the power supply voltage is also lowered, so the importance of the above object is lowered, and the impurity concentration in the LDD region is increased to reduce the resistance. This is called an extension region and is formed at a concentration lower than that of a normal source / drain region but higher than that of a conventional LDD region.

このような構造のMOSトランジスタ10の一従来例を図6を参照して以下に説明する。まず、ここで一従来例として例示するpチャネルのMOSトランジスタ10では、シリコン基板11のn型領域の表面に所定パターンのゲート絶縁膜12とp型のゲート電極13とが順番に積層されており、これらゲート絶縁膜12とゲート電極13との両側にサイドウォール14が形成されている。   A conventional example of the MOS transistor 10 having such a structure will be described below with reference to FIG. First, in a p-channel MOS transistor 10 illustrated as a conventional example, a gate insulating film 12 having a predetermined pattern and a p-type gate electrode 13 are sequentially stacked on the surface of an n-type region of a silicon substrate 11. Side walls 14 are formed on both sides of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13.

これらのサイドウォール14より外側のシリコン基板11の表層には、p型の一対のソース/ドレイン領域15が形成されており、これらソース/ドレイン領域15より内側のシリコン基板11の表層には、p型の一対のエクステンション領域16が一つのチャネル領域17を介して形成されている。   A pair of p-type source / drain regions 15 are formed on the surface layer of the silicon substrate 11 outside these sidewalls 14, and p-type source / drain regions 15 are formed on the surface layer of the silicon substrate 11 inside these source / drain regions 15. A pair of extension regions 16 of the mold are formed through one channel region 17.

上述のような構造のMOSトランジスタ10は、ソース/ドレイン領域15より内側にエクステンション領域16が位置するので、従来のLDD構造と同様に、ホットキャリアの発生を抑制するとともにブレークダウン電圧の低下も防止することができ、それでいて従来のLDD構造より低抵抗である。   In the MOS transistor 10 having the above-described structure, since the extension region 16 is located inside the source / drain region 15, as in the conventional LDD structure, the generation of hot carriers and the decrease in breakdown voltage are prevented. And yet has a lower resistance than conventional LDD structures.

なお、上述したMOSトランジスタ10では、例えば、ゲート絶縁膜12はシリコン基板11の熱酸化膜で形成されており、pチャネルとして機能するためにソース/ドレイン領域15やエクステンション領域16やゲート電極13にはボロンなどのp型の不純物が注入されている。   In the above-described MOS transistor 10, for example, the gate insulating film 12 is formed of a thermal oxide film of the silicon substrate 11, and the source / drain region 15, the extension region 16, and the gate electrode 13 function as a p-channel. Is implanted with a p-type impurity such as boron.

ここで、このようなMOSトランジスタ10を製造するトランジスタ製造方法を以下に簡単に説明する。まず、シリコン基板11の表面を熱処理して全域に熱酸化膜を形成し、この熱酸化膜の表面にゲート電極13を所定パターンで形成する。   Here, a transistor manufacturing method for manufacturing such a MOS transistor 10 will be briefly described below. First, the surface of the silicon substrate 11 is heat-treated to form a thermal oxide film over the entire area, and the gate electrode 13 is formed in a predetermined pattern on the surface of the thermal oxide film.

このゲート電極13をマスクとした熱酸化膜のドライエッチングにより、ゲート電極13でマスクされていないシリコン基板11の表面から熱酸化膜を除去し、図7(a)に示すように、ゲート電極13の下方に残存する熱酸化膜によりゲート絶縁膜12を形成する。   The thermal oxide film is removed from the surface of the silicon substrate 11 not masked by the gate electrode 13 by dry etching of the thermal oxide film using the gate electrode 13 as a mask, and as shown in FIG. A gate insulating film 12 is formed by a thermal oxide film remaining below the gate insulating film 12.

つぎに、同図(b)に示すように、ゲート電極13をマスクとしてシリコン基板11の表層のエクステンション領域16の位置にp型の不純物をライトドープし、同図(c)に示すように、この不純物がイオン注入されたシリコン基板11の表面でゲート絶縁膜12とゲート電極13との両側にサイドウォール14を形成する。   Next, as shown in FIG. 6B, p-type impurities are lightly doped in the position of the extension region 16 on the surface layer of the silicon substrate 11 using the gate electrode 13 as a mask, and as shown in FIG. Sidewalls 14 are formed on both sides of the gate insulating film 12 and the gate electrode 13 on the surface of the silicon substrate 11 into which the impurities are ion-implanted.

つぎに、同図(d)に示すように、これらのサイドウォール14をマスクとしてシリコン基板11の表層のソース/ドレイン領域15の位置にp型の不純物をディープドープし、このようにシリコン基板11にイオン注入された不純物をアニール処理で活性化することでソース/ドレイン領域15やエクステンション領域16が形成され、図6に示すように、pチャネルのMOSトランジスタ10が完成される。   Next, as shown in FIG. 4D, p-type impurities are deeply doped at the positions of the source / drain regions 15 on the surface layer of the silicon substrate 11 using these sidewalls 14 as a mask, and thus the silicon substrate 11 The source / drain region 15 and the extension region 16 are formed by activating the impurities ion-implanted in the annealing process, and the p-channel MOS transistor 10 is completed as shown in FIG.

上述のようにソース/ドレイン領域15やエクステンション領域16を形成するためのシリコン基板11のアニール処理としては、現在ではRTA(Rapid Thermal Anneal)法が一般に採用されている。図8に示すように、このRTA法では、窒素やアルゴンの雰囲気中に配置したシリコン基板11を、約1000(℃)のアニール到達温度まで装置の最高速度で昇温してから常温まで最高速度で降温する。   As described above, the RTA (Rapid Thermal Anneal) method is generally employed as an annealing process for the silicon substrate 11 for forming the source / drain regions 15 and the extension regions 16 as described above. As shown in FIG. 8, in this RTA method, the silicon substrate 11 placed in an atmosphere of nitrogen or argon is heated up to an annealing temperature of about 1000 (° C.) at the maximum speed of the apparatus, and then the maximum speed to room temperature. Decrease the temperature.

このようにRTA法では昇温と降温とを最高速度で実行し、スパイクアニールとして昇温から降温に直接に移行するので、不純物の無用な拡散を防止することができ、シリコン基板11との接合の深度が浅く濃度が適正なエクステンション領域16を形成することができる。   As described above, in the RTA method, the temperature rise and the temperature fall are executed at the maximum speed, and the spike annealing directly shifts from the temperature rise to the temperature drop. Therefore, unnecessary diffusion of impurities can be prevented, and the bonding with the silicon substrate 11 can be prevented. It is possible to form the extension region 16 having a shallow depth and an appropriate concentration.

なお、前述のような構造のMOSトランジスタ10の製造方法としては、図9に示すように、最初にサイドウォール14をマスクとしてシリコン基板11のソース/ドレイン領域15の位置にp型の不純物をディープドープしてアニール処理し、サイドウォール14を除去してからゲート電極13をマスクとしてシリコン基板11のエクステンション領域16の位置にp型の不純物をライトドープし、サイドウォール14を再度形成してからアニール処理を再度実行する手法もある。   As shown in FIG. 9, the method for manufacturing the MOS transistor 10 having the above-described structure is as follows. First, a p-type impurity is deeply inserted into the source / drain region 15 of the silicon substrate 11 using the sidewall 14 as a mask. After doping and annealing, the sidewall 14 is removed, the gate electrode 13 is used as a mask, p-type impurities are lightly doped at the position of the extension region 16 of the silicon substrate 11, and the sidewall 14 is formed again and then annealed. There is also a method of executing the process again.

この場合、ソース/ドレイン領域15を活性化する第一回目のアニール処理はRTA法でなく通常の長時間のアニール処理とされるので、イオン注入による欠陥が良好に回復する。それでいて、エクステンション領域16を活性化する第二回目のアニール処理はRTA法とされるので、やはりエクステンション領域16の接合を浅く低抵抗とすることができる。   In this case, since the first annealing process for activating the source / drain region 15 is not an RTA method but a normal long-time annealing process, defects due to ion implantation are recovered well. Nevertheless, since the second annealing process for activating the extension region 16 is performed by the RTA method, the junction of the extension region 16 can also be made shallow and have a low resistance.

上述のようにシリコン基板11にエクステンション領域16の不純物を活性化する場合、そのシリコン基板11をRTA法でアニール処理すればエクステンション領域16の接合を浅く低抵抗とすることができる。しかし、前述のように昇温と降温とを最高速度で実行するアニール処理では、シリコン基板11等の各部に作用するストレスが過大であり、各部に破損や剥離などの不良が発生することがある。   As described above, when the impurities in the extension region 16 are activated in the silicon substrate 11, the junction of the extension region 16 can be made shallow and low resistance by annealing the silicon substrate 11 by the RTA method. However, in the annealing process in which the temperature increase and the temperature decrease are performed at the maximum speed as described above, the stress acting on each part of the silicon substrate 11 and the like is excessive, and defects such as breakage and peeling may occur in each part. .

このような課題を解決するためには、図10に示すように、降温を低速とすることが可能である。しかし、図5(a)に示すように、アニール到達温度まで昇温されたシリコン基板11の温度が低下するとイオン注入されている不純物の固溶度も低下するが、同図(b)に示すように、降温が低速であるとシリコン基板11と不純物とに充分な熱エネルギが作用することになる。   In order to solve such a problem, as shown in FIG. 10, it is possible to lower the temperature drop. However, as shown in FIG. 5A, when the temperature of the silicon substrate 11 raised to the annealing temperature is lowered, the solid solubility of the ion-implanted impurity is also lowered. As described above, when the temperature lowering is slow, sufficient thermal energy acts on the silicon substrate 11 and the impurities.

このため、降温が低速であると固溶度が低下した不純物にシリコン基板11との結合の切断に充分な熱エネルギが作用することになり、不純物とシリコン基板11との結合が切断されることになる。この場合、エクステンション領域16の不純物が無用に拡散するので、そのシリコン基板11との接合の深度が深くなり抵抗も増加することになる。   For this reason, if the temperature is lowered at a low speed, sufficient thermal energy acts on the impurities whose solid solubility has been lowered to break the bond between the silicon substrate 11 and the bond between the impurities and the silicon substrate 11 is broken. become. In this case, since the impurities in the extension region 16 are diffused unnecessarily, the depth of the junction with the silicon substrate 11 is increased and the resistance is also increased.

例えば、前述のようにpチャネルのMOSトランジスタ10のp型のエクステンション領域16を形成する場合、現在ではイオン注入の加速電圧が"0.5(kV)"程度まで低減されており、エクステンション領域16の深度も"40(nm)"程度まで浅くなっている。このように接合の深度が極度に浅いエクステンション領域16では、上述のように降温が低速であると接合の深度の変化が顕著に発生することになる。   For example, when the p-type extension region 16 of the p-channel MOS transistor 10 is formed as described above, the ion implantation acceleration voltage is currently reduced to about “0.5 (kV)”. The depth of is also as shallow as "40 (nm)". In this way, in the extension region 16 where the junction depth is extremely shallow, if the temperature drop is slow as described above, the junction depth changes significantly.

なお、上述のような課題はエクステンション領域16がn型となるnチャネルのMOSトランジスタ(図示せず)でも同様に発生し、アニール処理されるシリコン基板11の表面にシリコン酸化膜などのカバー膜(図示せず)が存在する場合も存在しない場合も同様に発生する。   The above-described problem also occurs in an n-channel MOS transistor (not shown) in which the extension region 16 is n-type, and a cover film (such as a silicon oxide film) is formed on the surface of the silicon substrate 11 to be annealed. It occurs in the same way whether or not (not shown) is present.

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、シリコン基板等の降温によるストレスを緩和しながらも、ソース/ドレイン領域とシリコン基板との接合を浅く低抵抗にすることができる回路製造方法および装置、このように回路製造装置の動作を制御するアニール制御方法および装置、このように回路製造装置の動作を制御するコンピュータのためのプログラムがソフトウェアとして格納されている情報記憶媒体、の少なくとも一つを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. A circuit capable of reducing the junction between the source / drain region and the silicon substrate and reducing the resistance while reducing the stress caused by the temperature drop of the silicon substrate or the like. Manufacturing method and apparatus, annealing control method and apparatus for controlling operation of circuit manufacturing apparatus in this way, information storage medium in which a program for a computer for controlling operation of circuit manufacturing apparatus is stored as software The aim is to provide at least one.

請求項1、2、6、7、12〜14に記載の発明では、不純物がドープされたシリコン基板を所定のアニール到達温度まで昇温し、このアニール到達温度まで昇温されたシリコン基板を最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温する。従って、シリコン基板の降温の速度が途中から低速となるのでストレスが緩和され、シリコン基板の降温の速度が途中まで高速なので固溶度が低下した不純物にシリコン基板との結合の切断に充分な熱エネルギが作用しない。このため、不純物とシリコン基板との結合が切断されず、シリコン基板にドープされている不純物が無用に拡散しない。   In the first, second, sixth, seventh and twelfth to fourteenth aspects of the invention, the temperature of the silicon substrate doped with impurities is raised to a predetermined annealing temperature, and the silicon substrate heated to this annealing temperature is first The temperature drops at a variable speed that is high and slow at the end. Accordingly, the temperature lowering rate of the silicon substrate is lowered from the middle so that the stress is relieved, and since the temperature lowering rate of the silicon substrate is high to the middle, sufficient heat is generated to break the bond between the silicon substrate and the impurities whose solid solubility is lowered. Energy does not work. For this reason, the bond between the impurity and the silicon substrate is not broken, and the impurity doped in the silicon substrate does not diffuse unnecessarily.

請求項3、8に記載の発明では、温度低下により固溶度の低下した不純物にシリコン基板との結合を切断する熱エネルギが作用しない速度で、シリコン基板がアニール到達温度から降温される。従って、アニール到達温度まで昇温されたシリコン基板の温度が低下してドープされている不純物の固溶度が低下しても、不純物にシリコン基板との結合の切断に充分な熱エネルギが作用せず、不純物とシリコン基板との結合が切断されない。   According to the third and eighth aspects of the present invention, the silicon substrate is lowered from the annealing arrival temperature at a speed at which thermal energy for cutting the bond with the silicon substrate does not act on the impurities whose solid solubility is lowered due to the temperature drop. Therefore, even if the temperature of the silicon substrate raised to the annealing temperature decreases and the solid solubility of the doped impurity decreases, sufficient thermal energy acts on the impurity to break the bond with the silicon substrate. Therefore, the bond between the impurity and the silicon substrate is not broken.

請求項4、9に記載の発明では、ドープされた不純物がボロンのシリコン基板を約1000(℃)のアニール到達温度まで昇温させてから、降温速度を約900(℃)で高速から低速に切り換える。従って、約1000(℃)のアニール到達温度まで昇温されたシリコン基板の温度が低下してドープされているボロンの固溶度が低下しても、ボロンにシリコン基板との結合の切断に充分な熱エネルギが作用せず、ボロンとシリコン基板との結合が切断されない。   In the fourth and ninth aspects of the invention, after the temperature of the doped silicon substrate is raised to an annealing temperature of about 1000 (° C.), the temperature lowering rate is changed from high to low at about 900 (° C.). Switch. Therefore, even when the temperature of the silicon substrate raised to the annealing temperature of about 1000 (° C.) decreases and the solid solubility of the doped boron decreases, it is sufficient for cutting the bond between the boron and the silicon substrate. Thermal energy does not act, and the bond between boron and the silicon substrate is not broken.

請求項5、10に記載の発明では、シリコン基板を最初は50(℃/sec)以上の高速で降温させて途中から25(℃/sec)以下の低速で降温させる。従って、シリコン基板の降温の速度が途中から充分に低速となるのでストレスが緩和され、シリコン基板の降温の速度が途中まで充分に高速となるので、シリコン基板にドープされているボロンが無用に拡散しない。   In the fifth and tenth aspects of the present invention, the temperature of the silicon substrate is first lowered at a high speed of 50 (° C./sec) or more and lowered at a low speed of 25 (° C./sec) or less from the middle. Therefore, the rate of temperature drop of the silicon substrate is sufficiently slow from the middle to relieve stress and the rate of temperature drop of the silicon substrate is sufficiently fast to the middle, so that boron doped in the silicon substrate is diffused unnecessarily. do not do.

請求項11に記載の発明では、ウェハ降温手段が最初は最高速度でシリコン基板を降温させる。従って、シリコン基板の降温の速度が途中まで充分に高速となるので、シリコン基板にドープされているボロンが確実に無用に拡散しない。   In the invention described in claim 11, the wafer temperature lowering means first cools the silicon substrate at the maximum speed. Accordingly, since the temperature drop rate of the silicon substrate becomes sufficiently high halfway, boron doped in the silicon substrate is not reliably diffused unnecessarily.

なお、本発明で云う各種手段は、その機能を実現するように形成されていれば良く、例えば、所定の機能を発生する専用のハードウェア、所定の機能がプログラムにより付与されたコンピュータ、プログラムによりコンピュータの内部に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等を許容する。   It should be noted that the various means referred to in the present invention need only be formed so as to realize the function, for example, dedicated hardware for generating a predetermined function, a computer provided with a predetermined function by a program, a program Predetermined functions implemented in the computer, combinations thereof, etc. are allowed.

また、請求項11に記載の発明で云う降温の最高速度とは、ウェハ降温手段に可能な降温の最高速度を意味しており、例えば、ウェハ降温手段がアニールガスを供給するガス供給装置の場合、そのアニールガスの供給速度を最高とすることを許容する。   Further, the maximum rate of temperature decrease in the invention described in claim 11 means the maximum rate of temperature decrease possible for the wafer temperature decreasing means. For example, in the case of a gas supply device in which the wafer temperature decreasing means supplies an annealing gas. The annealing gas supply rate is allowed to be maximized.

また、本発明で云う情報記憶媒体とは、コンピュータに各種処理を実行させるためのプログラムがソフトウェアとして事前に格納されたハードウェアであれば良く、例えば、コンピュータを一部とする装置に固定されているROM(Read Only Memory)やHDD(Hard Disc Drive)、コンピュータを一部とする装置に着脱自在に装填されるCD(Compact Disc)−ROMやFD(Flexible Disc)、等を許容する。   In addition, the information storage medium referred to in the present invention may be hardware in which a program for causing a computer to execute various processes is stored in advance as software. For example, the information storage medium is fixed to an apparatus including a computer. ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disc Drive), CD (Compact Disc) -ROM, FD (Flexible Disc), and the like that are detachably loaded in an apparatus including a computer are allowed.

また、本発明で云うコンピュータとは、ソフトウェアからなるプログラムを読み取って対応する処理動作を実行できる装置であれば良く、例えば、CPU(Central Processing Unit)を主体として、これにROMやRAM(Random Access Memory)やI/F(Interface)等の各種デバイスが必要により接続された装置などを許容する。なお、本発明でソフトウェアに対応した各種動作をコンピュータに実行させることは、各種デバイスをコンピュータに動作制御させることなども許容する。   The computer according to the present invention may be any device that can read a program composed of software and execute a corresponding processing operation. For example, a CPU (Central Processing Unit) is mainly used as a ROM or RAM (Random Access). A device to which various devices such as Memory) and I / F (Interface) are connected as necessary is allowed. It should be noted that having the computer execute various operations corresponding to software in the present invention allows the computer to control the operation of various devices.

請求項1、2、6、7、12〜14に記載の発明では、不純物がドープされたシリコン基板を所定のアニール到達温度まで昇温し、このアニール到達温度まで昇温されたシリコン基板を最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温することにより、シリコン基板の降温の速度が途中から低速となるので、シリコン基板や層膜などの各部のストレスを緩和して破損や剥離などを防止することができ、シリコン基板の降温の速度が途中まで高速なので、シリコン基板にドープされている不純物の無用な拡散を防止することができ、不純物のシリコン基板との接合を浅く維持して抵抗の増加も防止することができる。   In the first, second, sixth, seventh and twelfth to fourteenth aspects of the invention, the temperature of the silicon substrate doped with impurities is raised to a predetermined annealing temperature, and the silicon substrate heated to this annealing temperature is first By lowering the temperature at a high speed and finally at a low speed, the temperature of the silicon substrate is lowered from the middle, so the stress of each part such as the silicon substrate and the layer film is alleviated to break or peel off. Since the rate of temperature drop of the silicon substrate is high halfway, unnecessary diffusion of impurities doped in the silicon substrate can be prevented, and the junction of the impurities with the silicon substrate is kept shallow and the resistance is reduced. Can be prevented.

請求項3、8に記載の発明では、温度低下により固溶度の低下した不純物にシリコン基板との結合を切断する熱エネルギが作用しない速度で、シリコン基板がアニール到達温度から降温されることにより、不純物とシリコン基板との結合が切断されないので、シリコン基板にドープされている不純物の無用な拡散を防止することができる。   According to the third and eighth aspects of the present invention, the silicon substrate is lowered from the annealing arrival temperature at a speed at which the thermal energy for cutting the bond with the silicon substrate does not act on the impurity whose solid solubility is lowered due to the temperature drop. Since the bond between the impurity and the silicon substrate is not broken, unnecessary diffusion of the impurity doped in the silicon substrate can be prevented.

請求項4、9に記載の発明では、ドープされた不純物がボロンのシリコン基板を約1000(℃)のアニール到達温度まで昇温させてから、降温速度を約900(℃)で高速から低速に切り換えることにより、簡単な操作でシリコン基板などのストレスを緩和しながらボロンの無用な拡散を防止することができる。   In the fourth and ninth aspects of the invention, after the temperature of the doped silicon substrate is raised to an annealing temperature of about 1000 (° C.), the temperature lowering rate is changed from high to low at about 900 (° C.). By switching, unnecessary diffusion of boron can be prevented while relieving stress on the silicon substrate or the like with a simple operation.

請求項5、10に記載の発明では、シリコン基板を最初は50(℃/sec)以上の高速で降温させて途中から25(℃/sec)以下の低速で降温させることにより、シリコン基板の降温の速度が途中から充分に低速となるので、シリコン基板や層膜などの各部のストレスを良好に緩和することができ、シリコン基板の降温の速度が途中まで充分に高速なので、ボロンの無用な拡散も良好に防止することができる。   In the inventions according to claims 5 and 10, the temperature of the silicon substrate is lowered by first lowering the temperature of the silicon substrate at a high speed of 50 (° C./sec) or more and lowering the temperature at a low speed of 25 (° C./sec) or less from the middle. Since the speed of the substrate is sufficiently low from the middle, the stress of each part of the silicon substrate and layer film can be relieved well, and the rate of temperature drop of the silicon substrate is sufficiently high halfway, so unnecessary diffusion of boron Can be prevented well.

請求項11に記載の発明では、ウェハ降温手段が最初は最高速度でシリコン基板を降温させることにより、シリコン基板の降温の速度が途中まで充分に高速となるので、シリコン基板にドープされているボロンの無用な拡散を確実に防止することができる。   In the invention described in claim 11, since the wafer temperature lowering means lowers the silicon substrate at the maximum speed at first, the temperature lowering speed of the silicon substrate becomes sufficiently high halfway. Unnecessary diffusion can be reliably prevented.

本発明の実施の一形態の回路製造方法による温度変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the temperature change by the circuit manufacturing method of one Embodiment of this invention. 回路製造装置の全体構造を示す模式的な縦断正面図である。It is a typical vertical front view which shows the whole structure of a circuit manufacturing apparatus. アニール制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an annealing control apparatus. 回路製造装置による回路製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the circuit manufacturing method by a circuit manufacturing apparatus. (a)は不純物の固溶度と温度との関係を示す特性図であり、(b)はシリコン基板と不純物との結合を切断するエネルギと温度との関係を示す特性図である。(A) is a characteristic diagram showing the relationship between the solid solubility of the impurity and the temperature, and (b) is a characteristic diagram showing the relationship between the energy for cutting the bond between the silicon substrate and the impurity and the temperature. MOSトランジスタの内部構造を示す模式的な縦断正面図である。It is a typical vertical front view which shows the internal structure of a MOS transistor. MOSトランジスタを製造する方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the method of manufacturing a MOS transistor. 従来の回路製造方法による温度変化の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the temperature change by the conventional circuit manufacturing method. MOSトランジスタを製造する方法の他例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the method of manufacturing a MOS transistor. 従来の回路製造方法による温度変化の他例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the other example of the temperature change by the conventional circuit manufacturing method.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

本発明の実施の一形態を図1ないし図5を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称を使用して詳細な説明は省略する。本実施の形態の回路製造装置20は、その主体であるアニール装置本体21とアニール制御手段でもあるアニール制御装置22とを具備しており、これらが接続コネクタ23により相互に接続されている。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, the same portions as those of the conventional example described above with respect to the present embodiment are denoted by the same names, and detailed description thereof is omitted. The circuit manufacturing apparatus 20 of the present embodiment includes an annealing apparatus main body 21 that is a main body and an annealing control apparatus 22 that is also an annealing control means, and these are connected to each other by a connection connector 23.

アニール装置本体21は、ウェハ保持手段である保持テーブル201を具備しており、この保持テーブル201は、断熱気密手段である処理チャンバ202の内部に配置されている。保持テーブル201は、シリコン基板11を交換自在に保持し、処理チャンバ202は、保持テーブル201により保持されたシリコン基板11を外部から気密するとともに断熱する。   The annealing apparatus main body 21 includes a holding table 201 that is a wafer holding means, and this holding table 201 is disposed inside a processing chamber 202 that is a heat insulating and airtight means. The holding table 201 holds the silicon substrate 11 in a replaceable manner, and the processing chamber 202 hermetically seals and thermally insulates the silicon substrate 11 held by the holding table 201 from the outside.

このシリコン基板11も、pチャネルのMOSトランジスタ10のp型のエクステンション領域16となる不純物としてボロンがイオン注入されており、このボロンは"0.5(kV)"の加速電圧で"40(nm)"の深度までイオン注入されている。   Also in this silicon substrate 11, boron is ion-implanted as an impurity that becomes the p-type extension region 16 of the p-channel MOS transistor 10, and this boron has an acceleration voltage of “0.5 (kV)” and “40 (nm). ) "Ion implantation to depth".

処理チャンバ202は、上方および下方にウェハ昇温手段に相当する一対のランプユニット203が個々に配置されており、ウェハ降温手段に相当するガスユニット204が配管されている。ランプユニット203は、保持テーブル201により保持されたシリコン基板11を照明により昇温し、ガスユニット204は、保持テーブル201により保持されたシリコン基板11の位置に窒素やアルゴンからなるアニールガスを供給する。   In the processing chamber 202, a pair of lamp units 203 corresponding to wafer temperature raising means are individually arranged above and below, and a gas unit 204 corresponding to wafer temperature lowering means is piped. The lamp unit 203 raises the temperature of the silicon substrate 11 held by the holding table 201 by illumination, and the gas unit 204 supplies an annealing gas made of nitrogen or argon to the position of the silicon substrate 11 held by the holding table 201. .

アニール制御装置22は、いわゆるコンピュータシステムからなり、図3に示すように、コンピュータの主体となるハードウェアとしてCPU101を具備している。このCPU101には、バスライン102により、ROM103、RAM104、HDD105、FD106が交換自在に装填されるFDD(FD Drive)107、CD−ROM108が交換自在に装填されるCDドライブ109、キーボード110、マウス111、ディスプレイ112、通信I/F113、等のハードウェアが接続されており、この通信I/F113には、接続コネクタ23が接続されており、この接続コネクタ23にアニール装置本体21のランプユニット203とガスユニット204とが接続されている。   The annealing control device 22 includes a so-called computer system, and includes a CPU 101 as hardware serving as a main body of the computer as shown in FIG. In the CPU 101, a ROM 103, a RAM 104, an HDD 105, and an FD 106 are interchangeably loaded via a bus line 102, a CD drive 109 in which a CD-ROM 108 is interchangeably loaded, a keyboard 110, and a mouse 111. , A display 112, a communication I / F 113, and the like are connected, and a connection connector 23 is connected to the communication I / F 113, and the lamp unit 203 of the annealing apparatus main body 21 is connected to the connection connector 23. A gas unit 204 is connected.

本実施の形態の回路製造装置20では、ROM103、RAM104、HDD105、交換自在なFD106、交換自在なCD−ROM108、等のハードウェアが情報記憶媒体に相当し、これらの少なくとも一個にアニール制御装置22の各種動作に必要な制御プログラムや各種データがソフトウェアとしてデータ記憶されている。   In the circuit manufacturing apparatus 20 according to the present embodiment, hardware such as the ROM 103, the RAM 104, the HDD 105, the replaceable FD 106, the replaceable CD-ROM 108, and the like corresponds to an information storage medium, and at least one of them is the annealing control apparatus 22. Control programs and various data necessary for various operations are stored as software.

例えば、CPU101に各種の処理動作を実行させる制御プログラムは、FD106やCD−ROM108に事前に格納されている。このようなソフトウェアはHDD105に事前にインストールされており、アニール制御装置22の起動時にRAM104に複写されてCPU101に読み取られる。   For example, a control program that causes the CPU 101 to execute various processing operations is stored in advance in the FD 106 or the CD-ROM 108. Such software is installed in the HDD 105 in advance, and is copied to the RAM 104 and read by the CPU 101 when the annealing control device 22 is activated.

このようにCPU101が適正なプログラムを読み取って対応する各種の処理動作を実行することにより、本実施の形態のアニール制御装置22は、アニール装置本体21のランプユニット203とガスユニット204との動作を統合制御する。   As described above, when the CPU 101 reads an appropriate program and executes various corresponding processing operations, the annealing control device 22 of the present embodiment performs the operations of the lamp unit 203 and the gas unit 204 of the annealing device body 21. Integrated control.

つまり、本実施の形態のアニール制御装置22は、シリコン基板11を所定のアニール到達温度まで昇温させるときは、ガスユニット204にアニールガスを低速に供給させながらランプユニット203を点灯させ、シリコン基板11をアニール到達温度から常温まで降温させるときは、ランプユニット203を消灯させてガスユニット204にアニールガスを高速に供給させる。   That is, when the temperature of the silicon substrate 11 is raised to a predetermined annealing temperature, the annealing control device 22 of this embodiment turns on the lamp unit 203 while supplying the annealing gas to the gas unit 204 at a low speed, and the silicon substrate 11 is turned on. 11 is lowered from the annealing temperature to room temperature, the lamp unit 203 is extinguished and the annealing gas is supplied to the gas unit 204 at high speed.

ただし、このようにガスユニット204のガス供給によりシリコン基板11を降温させるとき、アニール制御装置22は、温度低下により固溶度の低下した不純物にシリコン基板11との結合を切断する熱エネルギが作用しないように降温の速度を可変する。   However, when the temperature of the silicon substrate 11 is lowered by the gas supply of the gas unit 204 in this way, the annealing control device 22 acts on the impurities whose solid solubility is lowered due to the temperature drop by the thermal energy for cutting the bond with the silicon substrate 11. Change the rate of temperature drop so that it does not.

より具体的には、シリコン基板11にイオン注入された不純物がボロンの場合、アニール制御装置22は、昇温時にはガスユニット204にアニールガスを所定の低速で供給させながらランプユニット203を点灯させ、シリコン基板11を1000(℃)のアニール到達温度まで昇温させる。   More specifically, when the impurity ion-implanted into the silicon substrate 11 is boron, the annealing control device 22 turns on the lamp unit 203 while supplying the annealing gas to the gas unit 204 at a predetermined low speed when the temperature rises. The silicon substrate 11 is heated to an annealing temperature of 1000 (° C.).

このようにシリコン基板11が1000(℃)のアニール到達温度まで昇温されると、アニール制御装置22は直後に降温動作に移行し、ランプユニット203を消灯させるとともにガスユニット204のガス供給を最高速度とし、これで降温を50(℃/sec)以上の高速としてシリコン基板11を900(℃)まで降温させ、シリコン基板11の温度が900(℃)となるとガスユニット204によるガス供給を加減するなどして降温を25(℃/sec)以下の低速とする。   When the temperature of the silicon substrate 11 is increased to 1000 (° C.), the annealing control device 22 immediately shifts to a temperature lowering operation, turns off the lamp unit 203 and maximizes the gas supply of the gas unit 204. The silicon substrate 11 is cooled to 900 (° C.) at a high speed of 50 (° C./sec) or higher, and the gas supply by the gas unit 204 is adjusted when the temperature of the silicon substrate 11 reaches 900 (° C.). For example, the temperature is lowered to 25 (° C./sec) or lower.

上述のようなアニール制御装置22の制御機能は、必要により各種のハードウェアを利用して実現されるが、その主体はRAM104等の情報記憶媒体に格納されたソフトウェアに対応して、コンピュータのハードウェアであるCPU101が機能することにより実現されている。   The control function of the annealing control device 22 as described above is realized by using various types of hardware as necessary. The main function corresponds to the software stored in the information storage medium such as the RAM 104, and the hardware of the computer. This is realized by the function of the CPU 101 as hardware.

このようなソフトウェアは、例えば、シリコン基板11をランプユニット203に所定のアニール到達温度まで最高速度で昇温させてから、ガスユニット204に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させること、等の処理動作をCPU101等に実行させるための制御プログラムとしてRAM104等の情報記憶媒体に格納されている。   Such software, for example, raises the temperature of the silicon substrate 11 to the lamp unit 203 at a maximum speed to a predetermined annealing temperature, and then causes the gas unit 204 to lower the temperature at a variable speed that is initially high speed and low speed. Are stored in an information storage medium such as the RAM 104 as a control program for causing the CPU 101 or the like to execute processing operations.

上述のような構成において、本実施の形態の回路製造装置20も、シリコン基板11にイオン注入されている不純物を活性化するためにアニール処理を実行する。その場合、図2に示すように、不純物がイオン注入されたシリコン基板11を処理チャンバ202の内部の保持テーブル201に保持させ、アニール制御装置22によりアニール装置本体21のランプユニット203とガスユニット204とを動作制御する。   In the configuration as described above, the circuit manufacturing apparatus 20 of the present embodiment also performs an annealing process in order to activate the impurities ion-implanted into the silicon substrate 11. In that case, as shown in FIG. 2, the silicon substrate 11 into which impurities are ion-implanted is held on a holding table 201 inside the processing chamber 202, and the annealing control device 22 causes the lamp unit 203 and the gas unit 204 of the annealing device main body 21 to be held. And control the operation.

すると、図1および図4に示すように、アニール制御装置22はランプユニット203によりシリコン基板11を所定のアニール到達温度まで最高速度で昇温させ(ステップS1)、シリコン基板11がアニール到達温度となると即座に降温が開始される(ステップS2)。   Then, as shown in FIG. 1 and FIG. 4, the annealing control device 22 raises the temperature of the silicon substrate 11 to the predetermined annealing temperature by the lamp unit 203 at a maximum speed (step S1). Then, the temperature drop starts immediately (step S2).

このため、シリコン基板11はRTA法でスパイクアニールとしてアニール処理されることになる。例えば、イオン注入された不純物がボロンの場合、シリコン基板11はランプユニット203により1000(℃)のアニール到達温度まで昇温され、その直後にガスユニット204により降温される。   For this reason, the silicon substrate 11 is annealed as spike annealing by the RTA method. For example, when the ion-implanted impurity is boron, the silicon substrate 11 is heated to an annealing temperature of 1000 (° C.) by the lamp unit 203 and immediately thereafter, the temperature is decreased by the gas unit 204.

ただし、本実施の形態の回路製造装置20による回路製造方法では、最初はガスユニット204によるガス供給が全開とされて50(℃/sec)以上の高速でシリコン基板11が降温されるが(ステップS3)、このシリコン基板11の温度が900(℃)となると(ステップS4)、ガスユニット204によるガス供給が加減されて降温が25(℃/sec)以下の低速とされる(ステップS5)。   However, in the circuit manufacturing method using the circuit manufacturing apparatus 20 according to the present embodiment, the gas supply by the gas unit 204 is first fully opened and the silicon substrate 11 is cooled at a high speed of 50 (° C./sec) or more (step) S3) When the temperature of the silicon substrate 11 reaches 900 (° C.) (step S4), the gas supply by the gas unit 204 is adjusted, and the temperature is lowered to 25 (° C./sec) or less (step S5).

本実施の形態の回路製造装置20による回路製造方法では、上述のようにシリコン基板11の降温の速度が途中から低速となるので、そのストレスが緩和されて各部の破損や剥離などを防止することができる。それでいて、シリコン基板11の降温の速度が途中まで高速なので、固溶度が低下した不純物にシリコン基板11との結合の切断に充分な熱エネルギが作用しない。   In the circuit manufacturing method using the circuit manufacturing apparatus 20 according to the present embodiment, the temperature decreasing rate of the silicon substrate 11 is lowered from the middle as described above, so that the stress is alleviated to prevent breakage or peeling of each part. Can do. Nevertheless, since the temperature lowering speed of the silicon substrate 11 is high halfway, the thermal energy sufficient for cutting the bond with the silicon substrate 11 does not act on the impurity whose solid solubility is lowered.

このため、不純物とシリコン基板11との結合が切断されることはなく、シリコン基板11にイオン注入されている不純物が無用に拡散しないので、不純物のシリコン基板11との接合を浅く維持して抵抗の増加も防止することができる。   For this reason, the bond between the impurity and the silicon substrate 11 is not broken, and the impurity ion-implanted into the silicon substrate 11 does not diffuse unnecessarily, so that the junction of the impurity with the silicon substrate 11 is kept shallow and the resistance is reduced. Can be prevented.

ここで、本実施の形態の回路製造装置20による回路製造方法の降温のメカニズムを以下に簡単に説明する。図5(a)に示すように、アニール到達温度まで昇温されたシリコン基板11の温度が低下するとイオン注入されている不純物の固溶度も低下するので、不純物とシリコン基板11との結合が切断されやすくなる。   Here, the mechanism of temperature drop of the circuit manufacturing method by the circuit manufacturing apparatus 20 of the present embodiment will be briefly described below. As shown in FIG. 5A, when the temperature of the silicon substrate 11 that has been raised to the annealing temperature decreases, the solid solubility of the ion-implanted impurity also decreases, so that the bond between the impurity and the silicon substrate 11 is reduced. It becomes easy to be cut.

しかし、不純物とシリコン基板11との結合を切断するためには充分な熱エネルギが必要であり、同図(b)に示すように、この熱エネルギは必然的にシリコン基板11が高温であるほど大きくなる。つまり、不純物とシリコン基板11との結合は、固溶度の観点では低温ほど切断されやすく、熱エネルギの観点では高温ほど切断されやすい。   However, sufficient thermal energy is required to break the bond between the impurity and the silicon substrate 11, and this thermal energy inevitably increases as the temperature of the silicon substrate 11 increases as shown in FIG. growing. That is, the bond between the impurity and the silicon substrate 11 is easily cut at a lower temperature from the viewpoint of solid solubility, and is easily cut at a higher temperature from the viewpoint of thermal energy.

本発明者が実際に調査したところ、前述のようにシリコン基板11に"0.5(kV)"の加速電圧で"40(nm)"の深度までボロンをイオン注入した場合、そのシリコン基板11とボロンとの結合を切断する所用時間は、900(℃)では約0.5(min)、800(℃)では約5.0(min)、700(℃)では約60(min)、であった。   When the present inventor actually investigated, when boron was ion-implanted to the depth of “40 (nm)” with the acceleration voltage of “0.5 (kV)” in the silicon substrate 11 as described above, the silicon substrate 11 The necessary time for breaking the bond between boron and boron is about 0.5 (min) at 900 (° C), about 5.0 (min) at 800 (° C), and about 60 (min) at 700 (° C). there were.

従って、シリコン基板11の温度を1000(℃)から900(℃)まで降温する時間が0.5(min)以上であると、シリコン基板11とボロンとの結合は切断されることになり、同様に800(℃)まで降温させる時間が5.0(min)以上や、700(℃)まで降温させる時間が60(min)以上でも、シリコン基板11とボロンとの結合は切断されることになる。   Therefore, when the time for lowering the temperature of the silicon substrate 11 from 1000 (° C.) to 900 (° C.) is 0.5 (min) or more, the bond between the silicon substrate 11 and boron is broken, Even if the time for cooling to 800 (° C.) is 5.0 (min) or longer or the time for cooling to 700 (° C.) is 60 (min) or longer, the bond between the silicon substrate 11 and boron is broken. .

換言すると、シリコン基板11の温度を1000(℃)から900(℃)まで降温する時間が0.5(min)より充分に短時間ならば、シリコン基板11とボロンとの結合の切断を防止することができ、同様に800/700(℃)まで降温させる時間も5.0/60(min)より充分に短時間なら良いことになる。   In other words, if the time for lowering the temperature of the silicon substrate 11 from 1000 (° C.) to 900 (° C.) is sufficiently shorter than 0.5 (min), the bond between the silicon substrate 11 and boron is prevented from being broken. Similarly, the time for lowering the temperature to 800/700 (° C.) should be sufficiently shorter than 5.0 / 60 (min).

そして、この温度と時間との関係に着目した場合、温度が低下するほど許容される時間は急激に増大しているので、アニール到達温度まで昇温したシリコン基板11の降温は、高温では高速が必要とされるが低温では低速で良いことになる。   When attention is paid to the relationship between this temperature and time, the allowable time increases rapidly as the temperature decreases, so that the temperature drop of the silicon substrate 11 raised to the annealing temperature is high at high temperatures. It is necessary, but at low temperatures it can be slow.

そこで、この降温速度の変化割合を、温度低下により固溶度の低下した不純物にシリコン基板11との結合を切断する熱エネルギが作用しない範囲で可能な限り降温を低速とすれば、シリコン基板11にイオン注入されている不純物が無用に拡散せず、シリコン基板11等のストレスを最小限にできる。ただし、1000(℃)もの高温から常温までシリコン基板11を降温するとき、その速度を温度に対応して無段階に的確に変化させることは実際には困難である。   Therefore, if the rate of change in the temperature decrease rate is made as low as possible within the range in which thermal energy for cutting the bond with the silicon substrate 11 does not act on the impurities whose solid solubility has decreased due to the temperature decrease, the silicon substrate 11 Impurities that are ion-implanted into the substrate are not diffused unnecessarily, and stress on the silicon substrate 11 or the like can be minimized. However, when the temperature of the silicon substrate 11 is lowered from a high temperature of 1000 (° C.) to room temperature, it is actually difficult to accurately change the speed steplessly corresponding to the temperature.

そこで、本実施の形態の回路製造装置20による回路製造方法では、不純物がボロンの場合、最初はガスユニット204によるガス供給を全開として降温を50(℃/sec)以上の最高速度とし、シリコン基板11の温度が900(℃)まで降温されると降温を25(℃/sec)以下の低速とする。これで簡単な操作により降温速度の変化割合を疑似的に適正な状態とすることができるので、不純物のシリコン基板11との接合を浅く低抵抗としながら、シリコン基板11等のストレスを削減することができる。   Therefore, in the circuit manufacturing method using the circuit manufacturing apparatus 20 according to the present embodiment, when the impurity is boron, first, the gas supply by the gas unit 204 is fully opened, the temperature drop is set to a maximum speed of 50 (° C./sec) or more, and the silicon substrate When the temperature of 11 is lowered to 900 (° C.), the temperature is lowered to a low speed of 25 (° C./sec) or less. With this, the rate of change in the temperature drop rate can be set to a proper state by a simple operation, so that the stress on the silicon substrate 11 and the like can be reduced while the junction with the impurity silicon substrate 11 is shallow and has low resistance. Can do.

なお、本発明は上記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各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではシリコン基板11の温度が1000(℃)から900(℃)まで低下したことを検知して降温速度を切り換えることを想定したが、この降温速度の切り換えを時間に基づいて制御することも可能である。また、降温速度を低速に変更するとき、ガスユニット204によるアニールガスの供給速度を加減することを例示したが、これをランプユニット203の微弱な点灯とすることも可能である。   In addition, this invention is not limited to the said form, A various deformation | transformation is accept | permitted in the range which does not deviate from the summary. For example, in the above embodiment, it is assumed that the temperature drop rate is switched by detecting that the temperature of the silicon substrate 11 has decreased from 1000 (° C.) to 900 (° C.), but the temperature drop rate switching is controlled based on time. It is also possible. In addition, although the example in which the supply rate of the annealing gas by the gas unit 204 is adjusted when the temperature decrease rate is changed to a low speed is exemplified, it is possible to make the lamp unit 203 weakly lit.

さらに、上記形態ではシリコン基板11を昇温するときも降温するときも同一のアニールガスを供給することを例示したが、昇温時と降温時でアニールガスを切り換えることも可能である。例えば、シリコン基板11を昇温するときには、アルゴンなどのシリコン基板11と反応しない第一のアニールガスを供給すれば、昇温されるシリコン基板11に窒化などの無用な反応が発生することを防止できる。   Furthermore, in the above embodiment, the same annealing gas is supplied when the temperature of the silicon substrate 11 is raised and lowered. However, the annealing gas can be switched between when the temperature is raised and when the temperature is lowered. For example, when the temperature of the silicon substrate 11 is raised, if a first annealing gas that does not react with the silicon substrate 11 such as argon is supplied, an unnecessary reaction such as nitriding can be prevented from occurring in the silicon substrate 11 that is raised in temperature. it can.

一方、シリコン基板11を降温するときには、窒素などの熱伝導率の高い第二のアニールガスを供給すれば、シリコン基板11を迅速に降温することができるので、さらに良好にエクステンション領域16の不純物の無用な拡散を防止することができる。   On the other hand, when the temperature of the silicon substrate 11 is lowered, if the second annealing gas having a high thermal conductivity such as nitrogen is supplied, the temperature of the silicon substrate 11 can be lowered quickly. Unnecessary diffusion can be prevented.

また、上記形態ではアニール処理によりpチャネルのMOSトランジスタ10のp型の領域15,16を活性化することを例示したが、本発明のアニール処理は、nチャネルのMOSトランジスタのn型領域を活性化することや、CMOS(Complementary MOS)トランジスタのp型領域とn型領域とを同時に活性化することも可能であり、不純物がイオン注入されたシリコン基板であれば各種の回路に利用可能である。   In the above embodiment, the p-type regions 15 and 16 of the p-channel MOS transistor 10 are activated by annealing, but the annealing of the present invention activates the n-type region of the n-channel MOS transistor. The p-type region and the n-type region of a CMOS (Complementary MOS) transistor can be activated at the same time, and any silicon substrate into which impurities are ion-implanted can be used for various circuits. .

さらに、上記形態でもアニール処理するシリコン基板11の表面にシリコン酸化膜などのカバー膜(図示せず)が存在しない場合を想定したが、これが存在しても良く、アニール処理の雰囲気中に酸素が存在しても良い。   Further, in the above embodiment, it is assumed that a cover film (not shown) such as a silicon oxide film is not present on the surface of the silicon substrate 11 to be annealed. However, this may be present, and oxygen is present in the atmosphere of the annealing process. May exist.

また、上記形態ではRAM104等にソフトウェアとして格納されている制御プログラムに従ってCPU101が動作することにより、アニール制御装置22の各種機能として各種手段が論理的に実現されることを例示した。しかし、このような各種手段の各々を固有のハードウェアとして形成することも可能であり、一部をソフトウェアとしてRAM104等に格納するとともに一部をハードウェアとして形成することも可能である。   In the above embodiment, the CPU 101 operates according to a control program stored as software in the RAM 104 or the like, and various means are logically realized as various functions of the annealing control device 22. However, each of these various means can be formed as unique hardware, and a part can be stored in the RAM 104 or the like as software and a part can be formed as hardware.

また、上記形態ではCD−ROM108等からHDD105に事前にインストールされているソフトウェアがアニール制御装置22の起動時にRAM104に複写され、このようにRAM104に格納されたソフトウェアをCPU101が読み取ることを想定したが、このようなソフトウェアをHDD105に格納したままCPU101に利用させることや、ROM103に事前に固定的に格納しておくことも可能である。   In the above embodiment, it is assumed that software installed in advance in the HDD 105 from the CD-ROM 108 or the like is copied to the RAM 104 when the annealing control device 22 is started, and the CPU 101 reads the software stored in the RAM 104 in this way. Such software can be used by the CPU 101 while being stored in the HDD 105, or can be fixedly stored in the ROM 103 in advance.

さらに、単体で取り扱える情報記憶媒体であるFD106やCD−ROM108にソフトウェアを格納しておき、このFD106等からHDD105やRAM104にソフトウェアをインストールすることも可能であるが、このようなインストールを実行することなくFD106等からCPU101がソフトウェアを直接に読み取って処理動作を実行することも可能である。   Furthermore, it is possible to store software in the FD 106 or CD-ROM 108, which is an information storage medium that can be handled alone, and install the software from the FD 106 or the like into the HDD 105 or RAM 104. However, such installation is executed. Alternatively, the CPU 101 can directly read the software from the FD 106 or the like and execute the processing operation.

つまり、本発明のアニール制御装置22の各種手段をソフトウェアにより実現する場合、そのソフトウェアはCPU101が読み取って対応する動作を実行できる状態に有れば良い。また、上述のような各種手段を実現する制御プログラムを、複数のソフトウェアの組み合わせで形成することも可能であり、その場合、単体の製品となる情報記憶媒体には、本発明のアニール制御装置22を実現するための必要最小限のソフトウェアのみを格納しておけば良い。   That is, when various means of the annealing control device 22 of the present invention are realized by software, the software only needs to be in a state where the CPU 101 can read and execute a corresponding operation. In addition, the control program for realizing the various means as described above can be formed by a combination of a plurality of software. In this case, the information storage medium as a single product has an annealing control device 22 of the present invention. It is sufficient to store only the minimum necessary software for realizing the above.

例えば、既存のオペレーティングシステムが実装されているアニール制御装置22に、CD−ROM108等の情報記憶媒体によりアプリケーションソフトを提供するような場合、本発明のアニール制御装置22の各種手段を実現するソフトウェアは、アプリケーションソフトとオペレーティングシステムとの組み合わせで実現されるので、オペレーティングシステムに依存する部分のソフトウェアは情報記憶媒体のアプリケーションソフトから省略することができる。   For example, in the case where application software is provided to an annealing control device 22 in which an existing operating system is installed using an information storage medium such as a CD-ROM 108, software for realizing various means of the annealing control device 22 of the present invention is as follows. Since it is realized by a combination of application software and an operating system, the software depending on the operating system can be omitted from the application software on the information storage medium.

また、このように情報記憶媒体に記述したソフトウェアをCPU101に供給する手法は、その情報記憶媒体をアニール制御装置22に直接に装填することに限定されない。例えば、上述のようなソフトウェアをホストコンピュータの情報記憶媒体に格納しておき、このホストコンピュータを通信ネットワークで端末コンピュータに接続し、ホストコンピュータから端末コンピュータにデータ通信でソフトウェアを供給することも可能である。   Further, the method of supplying the software described in the information storage medium to the CPU 101 in this way is not limited to loading the information storage medium directly into the annealing control device 22. For example, it is possible to store the above-described software in an information storage medium of a host computer, connect the host computer to a terminal computer via a communication network, and supply the software from the host computer to the terminal computer by data communication. is there.

上述のような場合、端末コンピュータが自身の情報記憶媒体にソフトウェアをダウンロードした状態でスタンドアロンの処理動作を実行することも可能であるが、ソフトウェアをダウンロードすることなくホストコンピュータとのリアルタイムのデータ通信により処理動作を実行することも可能である。この場合、ホストコンピュータと端末コンピュータとを通信ネットワークで接続したシステム全体が、本発明のアニール制御装置22に相当することになる。   In the above case, it is possible for the terminal computer to execute a stand-alone processing operation with the software downloaded to its own information storage medium, but it is possible to perform real-time data communication with the host computer without downloading the software. It is also possible to execute processing operations. In this case, the entire system in which the host computer and the terminal computer are connected by a communication network corresponds to the annealing control device 22 of the present invention.

11 シリコン基板
20 回路製造装置
21 回路製造装置の主体であるアニール装置本体
22 アニール制御手段でもあるアニール制御装置
101 コンピュータの主体であるCPU
103 情報記憶媒体であるROM
104 情報記憶媒体であるRAM
105 情報記憶媒体であるHDD
106 情報記憶媒体であるFD
108 情報記憶媒体であるCD−ROM
201 ウェハ保持手段である保持テーブル
203 ウェハ昇温手段に相当するランプユニット
204 ウェハ降温手段に相当するガスユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Silicon substrate 20 Circuit manufacturing apparatus 21 The annealing apparatus main body 22 which is the main body of a circuit manufacturing apparatus 22 Annealing control apparatus 101 which is also an annealing control means CPU which is the main body of a computer
103 ROM as an information storage medium
104 RAM as an information storage medium
105 HDD as an information storage medium
106 FD, an information storage medium
108 CD-ROM as information storage medium
201 Holding table 203 as wafer holding means Lamp unit 204 corresponding to wafer heating means Gas unit corresponding to wafer cooling means

Claims (14)

シリコン基板にドープされた不純物をアニール処理により活性化する回路製造方法であって、前記シリコン基板を所定のアニール到達温度まで昇温し、このアニール到達温度まで昇温されたシリコン基板を最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温する回路製造方法。   A circuit manufacturing method for activating an impurity doped in a silicon substrate by annealing, wherein the silicon substrate is heated to a predetermined annealing temperature, and the silicon substrate heated to the annealing temperature is initially fast Finally, a circuit manufacturing method that lowers the temperature at a variable speed, which is a low speed. シリコン基板にドープされた不純物をアニール処理により活性化し、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタのディープドープのソース/ドレイン領域の内側のライトドープの浅い一対の領域を形成する回路製造方法であって、前記シリコン基板を所定のアニール到達温度まで昇温し、このアニール到達温度まで昇温されたシリコン基板を最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温して前記ライトドープの浅い一対の領域を形成する回路製造方法。   A method for manufacturing a circuit, comprising: activating impurities doped in a silicon substrate by annealing to form a pair of lightly doped shallow regions inside a deeply doped source / drain region of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor; The temperature of the silicon substrate is raised to a predetermined annealing temperature, and the temperature of the silicon substrate, which has been raised to the annealing temperature, is lowered at a variable speed, which is high speed first and low speed at the end. Circuit manufacturing method to be formed. 前記シリコン基板をアニール到達温度から降温する速度を、温度低下により固溶度の低下した前記不純物に前記シリコン基板との結合を切断する熱エネルギが作用しない速度とする請求項1または2に記載の回路製造方法。   The speed at which the temperature of the silicon substrate is lowered from the annealing temperature is set to a speed at which thermal energy for cutting the bond with the silicon substrate does not act on the impurities whose solid solubility has decreased due to a temperature decrease. Circuit manufacturing method. 前記シリコン基板にドープされた前記不純物がボロンの場合、前記シリコン基板を約1000(℃)のアニール到達温度まで昇温してから降温速度を約900(℃)で高速から低速に切り換える請求項1ないし3の何れか一項に記載の回路製造方法。   2. When the impurity doped in the silicon substrate is boron, the temperature of the silicon substrate is raised to an annealing temperature of about 1000 (° C.) and then the temperature lowering rate is switched from high speed to low speed at about 900 (° C.). The circuit manufacturing method as described in any one of thru | or 3. 前記シリコン基板を最初は50(℃/sec)以上の高速で降温して途中から25(℃/sec)以下の低速で降温する請求項4に記載の回路製造方法。   The circuit manufacturing method according to claim 4, wherein the temperature of the silicon substrate is first lowered at a high speed of 50 (° C./sec) or more and lowered at a low speed of 25 (° C./sec) or less from the middle. シリコン基板にドープされた不純物をアニール処理により活性化する回路製造装置であって、前記シリコン基板を交換自在に保持するウェハ保持手段と、このウェハ保持手段により保持された前記シリコン基板を昇温するウェハ昇温手段と、前記ウェハ保持手段により保持された前記シリコン基板を降温するウェハ降温手段と、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に所定のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させるアニール制御手段と、を具備している回路製造装置。   A circuit manufacturing apparatus for activating an impurity doped in a silicon substrate by annealing, a wafer holding means for holding the silicon substrate in a replaceable manner, and raising the temperature of the silicon substrate held by the wafer holding means Wafer temperature raising means, wafer temperature lowering means for lowering the silicon substrate held by the wafer holding means, and the wafer temperature lowering means after raising the silicon substrate to a predetermined annealing temperature by the wafer temperature raising means And an annealing control means for lowering the temperature at a variable speed that is initially high speed and finally low speed. シリコン基板にドープされた不純物をアニール処理により活性化し、MOSトランジスタのディープドープのソース/ドレイン領域の内側のライトドープの浅い一対の領域を形成する回路製造装置であって、前記シリコン基板を交換自在に保持するウェハ保持手段と、このウェハ保持手段により保持された前記シリコン基板を昇温するウェハ昇温手段と、前記ウェハ保持手段により保持された前記シリコン基板を降温するウェハ降温手段と、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に所定のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させるアニール制御手段と、を具備している回路製造装置。   A circuit manufacturing apparatus that activates impurities doped in a silicon substrate by annealing to form a pair of lightly doped shallow regions inside a deeply doped source / drain region of a MOS transistor, wherein the silicon substrate is replaceable A wafer holding means for holding the wafer, a wafer temperature raising means for raising the temperature of the silicon substrate held by the wafer holding means, a wafer temperature lowering means for lowering the temperature of the silicon substrate held by the wafer holding means, and the silicon An annealing control means for causing the wafer temperature raising means to raise the temperature of the substrate to a predetermined annealing arrival temperature, and then causing the wafer temperature lowering means to lower the temperature at a variable speed that is initially high speed and finally low speed. Manufacturing equipment. 前記アニール制御手段は、前記シリコン基板をアニール到達温度から前記ウェハ降温手段に降温させる速度を、温度低下により固溶度の低下した前記不純物に前記シリコン基板との結合を切断する熱エネルギが作用しない速度とする請求項6または7に記載の回路製造装置。   The annealing control means has a rate at which the temperature of the silicon substrate is lowered from the annealing arrival temperature to the wafer temperature lowering means, and thermal energy that breaks the bond with the silicon substrate does not act on the impurities whose solid solubility has been lowered due to the temperature drop. The circuit manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the circuit manufacturing apparatus is a speed. 前記アニール制御手段は、前記シリコン基板にドープされた前記不純物がボロンの場合、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に約1000(℃)のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段の降温速度を約900(℃)で高速から低速に切り換えさせる請求項6ないし8の何れか一項に記載の回路製造装置。   When the impurity doped into the silicon substrate is boron, the annealing control means raises the temperature of the silicon substrate to an annealing temperature of about 1000 (° C.) by the wafer temperature raising means, and then the wafer temperature lowering means The circuit manufacturing apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the temperature lowering rate is switched from a high speed to a low speed at about 900 (° C). 前記アニール制御手段は、前記シリコン基板を前記ウェハ降温手段に最初は50(℃/sec)以上の高速で降温させて途中から25(℃/sec)以下の低速で降温させる請求項9に記載の回路製造装置。   10. The annealing control unit according to claim 9, wherein the annealing control unit lowers the temperature of the silicon substrate at a high speed of 50 (° C./sec) or more at first and then lowers the temperature at a low speed of 25 (° C./sec) or less from the middle. Circuit manufacturing equipment. 前記アニール制御手段は、前記シリコン基板を前記ウェハ降温手段に最初は最高速度で降温させる請求項6ないし10の何れか一項に記載の回路製造装置。   11. The circuit manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the annealing control unit lowers the temperature of the silicon substrate to the wafer cooling unit at a maximum speed at first. 不純物がドープされたシリコン基板をウェハ昇温手段により昇温してからウェハ降温手段により降温するアニール処理により前記不純物を活性化する回路製造装置の動作を制御するアニール制御方法であって、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に所定のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させるアニール制御方法。   An annealing control method for controlling an operation of a circuit manufacturing apparatus for activating an impurity by an annealing process in which a silicon substrate doped with impurities is heated by a wafer temperature raising means and then lowered by a wafer temperature lowering means. An annealing control method in which the temperature of the substrate is raised to a predetermined annealing temperature by the wafer temperature raising means, and then the temperature is lowered at a variable speed, which is initially high speed and finally low speed. 不純物がドープされたシリコン基板をウェハ昇温手段により昇温してからウェハ降温手段により降温するアニール処理により前記不純物を活性化する回路製造装置の動作を制御するアニール制御装置であって、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に所定のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させるアニール制御装置。   An annealing control device for controlling an operation of a circuit manufacturing apparatus that activates the impurity by annealing treatment in which a silicon substrate doped with impurities is heated by a wafer temperature raising means and then lowered by a wafer temperature lowering means. An annealing control device that raises the temperature of a substrate to a predetermined annealing temperature by the wafer temperature raising means and then lowers the temperature at a variable speed that is initially high speed and finally low speed. 不純物がドープされたシリコン基板をウェハ昇温手段により昇温してからウェハ降温手段により降温するアニール処理により前記不純物を活性化する回路製造装置の動作を制御するコンピュータが読取自在なソフトウェアが格納されている情報記憶媒体であって、前記シリコン基板を前記ウェハ昇温手段に所定のアニール到達温度まで昇温させてから前記ウェハ降温手段に最初は高速で最後は低速となる可変の速度で降温させることを前記コンピュータに実行させるためのプログラムが格納されている情報記憶媒体。   Stores computer-readable software that controls the operation of the circuit manufacturing apparatus that activates the impurity by annealing that raises the temperature of the silicon substrate doped with impurities by the wafer temperature raising means and then lowers the temperature by the wafer temperature lowering means. The temperature of the silicon substrate is raised to a predetermined annealing arrival temperature by the wafer temperature raising means, and then the temperature of the wafer is lowered at a variable speed that is initially high speed and low speed. An information storage medium storing a program for causing the computer to execute the above.
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