プロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータ
【課題】プラズマドーピング処理のシミュレーションを簡便且つ精度良く行えるプロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータを提供する。
【解決手段】プラズマドーピング処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、プラズマドーピングの条件データを変換して得られたイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、をコンピュータに実行させる。
【解決手段】プラズマドーピング処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、プラズマドーピングの条件データを変換して得られたイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、をコンピュータに実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス開発においてＴＣＡＤ（Tchnology Computer Aided Design）は、デバイスの電気特性予測や不良解析を目的として活用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば電界効果型トランジスタなどの半導体デバイスにおける不純物拡散層は、デバイス特性に大きな影響を与える。近年、浅く急峻な接合を形成する目的で、イオンビームとして不純物を半導体ウェーハに注入するイオン注入法のほかにプラズマドーピング法も用いられている。
【０００４】
プラズマドーピングは、注入したい不純物を含むガスやキャリアガスをチャンバー内でプラズマ化させ、対向電極間の電位差によりイオンをウェーハに向けて加速させて注入する技術である。このプラズマドーピングでは、イオン注入装置で用いられているようなエネルギー選別器を通さない。すなわち、プラズマドーピングにおけるプラズマ中には、注入したい所望の単原子イオンだけでなく、キャリアガス等に起因する他の原子イオンや分子イオンも含まれており、多数のイオン種がウェーハに注入する。また、各イオンが加速される実効的なエネルギーにも広がりがある。さらに、各イオンのドーズ量についての詳細はわからない場合が多い。
【０００５】
以上のようなことから、プラズマドーピングのシミュレーションを行おうとすると、多数のイオンについてそれぞれのエネルギー、ドーズ量などを入力する必要があり、入力データの作成が極めて煩雑になってしまう問題があり、そもそも入力データの作成に必要な正確なデータを得るのが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、プラズマドーピング処理のシミュレーションを簡便且つ精度良く行えるプロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、をコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムが提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーション方法であって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換するステップと、前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算するステップと、を備えたことを特徴とするプロセスシミュレーション方法が提供される。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレータであって、プラズマドーピングの条件データを入力する入力装置と、前記入力されたプラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換し、このイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理装置と、を備えたことを特徴とするプロセスシミュレータが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プラズマドーピング処理のシミュレーションを簡便且つ精度良く行えるプロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプロセスシミュレータの機能ブロック。
【図２】図１における変換部とイオン注入計算部に対する入出力関係を示す模式図。
【図３】図１における変換部での処理を示すフローチャート。
【図４】プロセスシミュレーションで得られたデバイス構造データの一例を示すグラフ。
【図５】本実施形態に係る半導体装置製造方法の主要ステップのフローチャート。
【図６】プラズマドーピング装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
半導体デバイスの特性をシミュレーションして予測するＴＣＡＤ（Tchnology Computer Aided Design）には、プロセスシミュレータとデバイスシミュレータが用いられる。プロセスシミュレータは、プロセス条件を入力としてデバイス構造データを出力する。デバイスシミュレータは、プロセスシミュレータで得られたデバイス構造データを入力としてデバイス特性データを出力する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るプロセスシミュレータの機能ブロックである。
本実施形態に係るプロセスシミュレータは、入力装置１０と処理装置２０と記憶装置３０を備える。
【００１３】
入力装置１０は、例えばキーボード、タッチパネルなどであり、各種入力データの入力処理を行う。処理装置２０は、入力装置１０を介して入力された入力データを受けて各種処理を行い、その処理の結果得られたデバイス構造データ等の処理結果は記憶装置３０に格納される。なお、入力内容や処理結果は、図示しない出力装置（ディスプレイ、プリンター等）に出力可能となっている。
【００１４】
処理装置２０は、変換部２１、基板準備部２２、イオン注入計算部２３、酸化計算部２４、拡散計算部２５、堆積計算部２６、エッチング計算部２７、リソグラフィ計算部２８を有し、これら各計算部を必要に応じて適宜適用することによりデバイス構造データが計算される。また、処理装置２０は、各計算部での計算結果をグラフ表示するプロット処理部２９も有する。
【００１５】
イオン注入計算部２３は、イオンビームによるイオン注入条件である注入イオン種、注入エネルギー、ドーズ量の入力を受けて、半導体中の不純物濃度分布や点欠陥分布を計算する。ここで、イオン注入法を用いたプロセスのシミュレーションを行う場合には、入力装置１０を介して注入イオン種、注入エネルギー、ドーズ量が入力され、これら入力データがイオン注入計算部２３に直接与えられる。
【００１６】
一方、プラズマドーピング法を用いたプロセスのシミュレーションを行う場合には、入力装置１０を介してプラズマドーピング条件が入力され、その後、図２に示すように、入力データ（プラズマドーピング条件）１１は変換部２１に出力されてその変換部２１にてイオン注入用の条件データ（イオン種、イオン注入エネルギー、ドーズ量）１２に変換されてからイオン注入計算部２３へと出力され、これを受けてイオン注入計算部２３は半導体中の不純物や欠陥プロファイル１３を計算する。
【００１７】
プラズマドーピングは、半導体に注入したい不純物を含むガスやキャリアガスを、所望の減圧雰囲気とされたチャンバー内の対向電極間に導入し、対向電極に電力を印加することで導入ガスをプラズマ化させ、プラズマ化で生成した不純物イオンを対向電極間の電界の作用により半導体ウェーハに向けて加速させて注入する技術である。
【００１８】
図６に模式的に例示するプラズマドーピング装置では、半導体ウェーハＷを例えば静電チャックするウェーハ支持部４１を対向電極の一方の電極として機能させ、このウェーハ支持部４１とこれに対向する他方の電極４２間に高周波電力を印加することで、対向電極間のチャンバー内空間に導入されたガスのプラズマＰを生起させる。なお、本実施形態では、半導体ウェーハＷはシリコンウェーハであるとするが、シリコン以外の他の半導体ウェーハに対しても本発明は適用可能である。
【００１９】
本実施形態では、プラズマドーピング条件として、装置名、チャンバー内への流入ガス種ごとの流量、高周波電力の出力を、前述した入力装置１０を介して変換部２１に与える。
【００２０】
次に、図３を参照して変換部２１での処理について説明する。
【００２１】
ここでは、例えば、装置名Ａ、チャンバー内への流入ガスとしてＢ２Ｈ６が０．１（ｓｃｃｍ）、Ｈｅが５（ｓｃｃｍ）、対向電極間に印加する高周波電力出力が４００（Ｗ）というプラズマドーピング条件データ１０１が入力されるとする。
【００２２】
プラズマドーピング条件データ１０１は変換部２１におけるイオン注入条件抽出部１０２に入力され、これを受け、イオン注入条件抽出部１０２は、記憶部１４に格納されたデータテーブルを参照して、プラズマドーピング条件データ１０１に対応するイオン注入用の条件データを抽出する。
【００２３】
表１にデータテーブルの一例を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
このデータテーブルは、プラズマドーピング条件（装置名、ガス種ごとのガス流量、高周波電力出力）に対して、等価とみなしたイオン注入用の条件（イオン種、イオン注入エネルギー、ドーズ量）を対応付けたものである。例えば、装置Ａを使って、Ｈｅガス流量５（ｓｃｃｍ）、Ｂ２Ｈ６ガス流量０．１（ｓｃｃｍ）、高周波電力出力３００（Ｗ）の条件でプラズマドーピングを行った処理は、ボロン（Ｂ）、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）を、いずれも注入エネルギー０．４（ｋｅＶ）で、それぞれ、１．５×１０１５（ｃｍ−２）、４．５×１０１５（ｃｍ−２）、１．０×１０１７（ｃｍ−２）のドーズ量となるようにイオン注入した処理と等価とみなして、プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換する。
【００２６】
プラズマドーピング条件とイオン注入条件との相関関係は予めデータテーブルとして作成しておき記憶部１４に格納され、変換部２１は、記憶部１４からそのデータテーブルを読み出し、入力されたプラズマドーピング条件に対応するイオン注入条件を抽出する。
【００２７】
データテーブル参照の際、入力されたプラズマドーピング条件に一致する条件が見つかればそれに対応するイオン注入条件を抽出する。一致する条件がなければデータを補間することによって対応するイオン注入条件を抽出する。
【００２８】
例えば、プラズマドーピング条件における高周波電力出力と、イオン注入条件におけるイオン注入エネルギーとは対応関係にあり、これらを縦軸と横軸にとってプロットしたグラフデータにおけるプロットポイントの変化の傾向から、テーブルにない高周波電力出力に対応するイオン注入エネルギーを補間して得ることができる。
【００２９】
例えば、前述した装置名Ａ、Ｂ２Ｈ６が０．１（ｓｃｃｍ）、Ｈｅが５（ｓｃｃｍ）、高周波電力出力が４００（Ｗ）という条件に一致するプラズマドーピング条件は表１に示すテーブルにはないが、テーブル中の他のデータに基づいてデータ補間を行うことで、Ｂイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が１．５×１０１５（ｃｍ−２）、Ｈイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が４．５×１０１５（ｃｍ−２）、Ｈｅイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）というイオン注入条件が得られる。
【００３０】
なお、プラズマドーピングにおけるチャンバー内に生起したプラズマ中には、単原子イオンだけでなく、分子イオンを含めた多数のイオンが存在していると考えられるが、中にはシミュレーション結果にほとんど影響しないものもあるため、データテーブルにおけるイオン注入条件で扱うイオンとしては主要な単原子イオンだけでも十分である。
【００３１】
例えば、ＨｅガスとＢ２Ｈ６ガスを用いたプラズマードーピングにおいては、対応するイオン注入条件のイオンとしてＢ、Ｈ、Ｈｅの各単原子イオンだけとしても、実際のプラズマ処理を反映した十分なシミュレーション精度が得られた。あるいは、この場合、シミュレーション結果に大きく影響するのはＢとＨｅであるので、Ｈは考慮にいれなくても十分な精度が期待できる。扱うパラメータ数を絞ることで、データテーブル作成や計算処理に要する時間短縮が図れる。
【００３２】
また、プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換するにあたっては、データテーブルを直接参照して、対応する等価なイオン注入条件を抽出することに限らず、予め設定されたプラズマドーピング条件とイオン注入条件との相関式に、入力されたプラズマドーピング条件を代入して、対応するイオン注入条件を算出することも可能である。
【００３３】
プラズマドーピング条件を変換して得られた対応するイオン注入条件は、次に、イオン注入計算手順を示すイオン注入計算用入力データの作成部１０３に入力する。図１に示すイオン注入計算部２３にて、イオン注入用条件データを用いて行われるイオン注入計算の計算モデルとしては、従来より採用されているモンテカルロモデルや解析モデルを指定することができる。入力データ作成部１０３では、イオン注入条件データを、指定されたモデルの入力データ形式にする。
【００３４】
そして、イオン注入計算部２３では、入力データ作成部１０３で作成された入力データ１０４を用いてイオン注入計算が行われる。例えばモンテカルロモデルが指定されたときは、入射するイオンが多数のモンテカルロ粒子で表され、そのモンテカルロ粒子のウェーハ中における散乱過程や停止位置を逐次計算し、散乱によって発生する結晶欠陥を計算する。
【００３５】
入力データ作成部１０３で作成される入力データの一例を数１に示す。
【００３６】
【数１】
【００３７】
これは、まずＢイオンがイオン注入エネルギーＥｎｅ＝Ｅ１、ドーズ量Ｄｏｓｅ＝ＤＢ１でイオン注入され、次いでＨｅがイオン注入エネルギーＥｎｅ＝Ｅ２、ドーズ量Ｄｏｓｅ＝ＤＨｅ１でイオン注入され、以降、ＢイオンとＨｅイオンとが交互に繰り返してイオン注入される処理に対応するイオン注入計算用の入力データ形式を表す。
【００３８】
但し、Ｂイオンについての１回当たりのイオン注入の各ドーズ量ＤＢ１、ＤＢ２、・・・、ＤＢｎは、Ｂイオンの全ドーズ量（表１のテーブルにて得られた値）より少なく、各回ごとのドーズ量の和（ＤＢ１＋ＤＢ２＋・・・＋ＤＢｎ）が全ドーズ量になるように設定される。同様に、Ｈｅイオンについての１回当たりのイオン注入の各ドーズ量ＤＨｅ１、ＤＨｅ２、・・・、ＤＨｅｎは、Ｈｅイオンの全ドーズ量（表１のテーブルにて得られた値）より少なく、各回ごとのドーズ量の和（ＤＨｅ１＋ＤＨｅ２＋・・・＋ＤＨｅｎ）が全ドーズ量になるように設定される。ＢイオンとＨｅイオンのそれぞれのイオン注入エネルギーＥ１とＥ２は、表１のテーブルにて得られた値そのものである。
【００３９】
エネルギー選別器で選別された所望のイオンだけがイオンビームとして半導体に打ち込まれるイオン注入法に対して、プラズマドーピング法では、半導体に注入したい所望のイオン以外にも種々のイオン（前述した例ではキャリアガスに起因するＨｅイオン、Ｂを含む原料ガスＢ２Ｈ６に起因するＨイオン、その他分子イオンなど）が生成される。そして、それらイオンは、必要量が一度に半導体中に注入されるのではなく、少量ずつ複数回にわたって注入される。
【００４０】
そこで、数１に示すデータ形式においては、シミュレーション結果に影響するＢイオンとＨｅイオンについて、それらが交互に少量ずつ複数回にわたって注入されるという、より現実のプラズマドーピング処理を反映したデータ形式にしており、シミュレーション結果の精度をより高めることができる。
【００４１】
ここで、Ｂイオン注入の計算手順とＨｅイオン注入の計算手順とを交互にしているということも重要である、すなわち、実際のプラズマドーピングにおいては、ある処理時間帯ではＢイオンが集中的に多く注入され、別の処理時間帯ではＨｅイオンが集中的に多く注入されるというような現象はないと思われ、プラズマドーピングをイオン注入に模したモデルにおいては各イオンが少量ずつ交互に打ち込まれていくとした方が実際のプラズマドーピング処理を反映した正確なシミュレーションが期待できる。
【００４２】
前述した例では、Ｂイオンの注入エネルギーＥ１と、Ｈｅイオンの注入エネルギーＥ２は、それぞれ、表１のテーブルから抽出された同じ値を各回ごと共通して使用している。しかし、注入エネルギーを全処理時間を通じてほぼ一定に保つことが容易なイオン注入法に比べて、対向電極間の放電電界によってイオンを加速させるプラズマドーピング法においては、プラズマ状態の変動などにより放電電界が変化し、全処理時間を通じて各イオンが常に同じエネルギーで注入されるとは限らない。
【００４３】
したがって、テーブルにおいて、１つのプラズマドーピング条件に対応するイオン注入条件の注入エネルギーを１つに限らず複数設定しておき、例えば数１におけるＢ注入の１回目はＥ１を採用し、ｎ回目はＥ１と異なる他の値を採用するといったことも可能である。
【００４４】
前述したプラズマドーピング処理において、目的としているのは所望の不純物イオンであるＢイオンを注入することである。しかし、シミュレーションを行うにあたって、キャリアガスに起因するＨｅイオンも考慮に入れているのは、Ｈｅイオンが注入されることによる結晶欠陥が無視できないためでる。したがって、Ｈｅイオンの注入も考慮に入れたシミュレーションを行うことで、Ｈｅイオンの注入が進むにつれ結晶欠陥すなわちアモルファス化が起きＢイオンのチャネリングが抑制されるという、実際のプラズマドーピング処理を反映した精度の良いシミュレーションを再現することができる。
【００４５】
また、実際のプラズマドーピング処理では、プラズマ中の各イオンは少量ずつ何回にもわたって注入されていくため、数１の入力データ形式において、各行の入力文すなわち１回のイオン注入につき注入される各ドーズ量ＤＢｎ、ＤＨｅｎの上限値を設定することが望ましい。例えば、Ｈｅイオンについて表１のテーブルにて得られる全ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）である場合には、各回ごとのドーズ量が１．０×１０１４（ｃｍ−２）以下になるよう設定する。これによって、Ｈｅイオン注入時に少量ずつ結晶欠陥が発生するという、現実のプラズマドーピング処理をより反映するシミュレーションが可能となる。
【００４６】
また、例えば、全ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）であるＨｅイオンの各回ごとのドーズ量がすべて１．０×１０１４（ｃｍ−２）で同じとした場合、数１にて設定するＨｅイオン注入回数は必然的に１０３回と決まる。すなわち、各回ごとのドーズ量の上限値を設定することは、イオン注入回数を何回にするかという目安にもなり、ユーザーがより簡単に数１に示されるようなイオン注入計算用の入力データファイルを作成できる。
【００４７】
次に、数２には、入力データ作成部１０３で作成される入力データの他の例を示す。
【００４８】
【数２】
【００４９】
これは、各イオンについて、表１のテーブルで得られる全ドーズ量分が１回のイオン注入にて１度に注入されるという処理に対応する。例えば、Ｈｅ注入による結晶欠陥が注入初期段階に多量に発生する場合を反映したシミュレーション用に適用可能である。
【００５０】
また、イオン注入計算部２３での計算モデルとして解析モデルが指定されたときは、各イオンに対する分布関数のパラメータが保存されているデータベースを用意することによって、イオン注入計算を行うことができる。
【００５１】
以上説明した処理を経てイオン注入計算部２３で種々の計算が行われ、図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示される、結晶欠陥濃度分布、Ｈｅ濃度分布、Ｂ濃度分布が得られる。各グラフにおいて、横軸はウェーハ表面を０とした場合におけるその表面からの深さ（μｍ）を表す。縦軸は各濃度（ｃｍ−２）を表す。
【００５２】
さらに、図４（ａ）に例示される結晶欠陥濃度分布からは、不純物導入が行われたウェーハ中におけるamorphous層とcrystal層との界面深さ（ａ／ｃ界面深さ）を求めることができる。例えば、シリコン結晶の２０％以上が壊れたら、つまり欠陥濃度が１．０×１０２２（ｃｍ−２）以上の領域をamorphous層とみなし、ａ／ｃ界面深さがおよそ２７ｎｍであることがわかる。
【００５３】
通常、プラズマドーピング処理の後には、導入された不純物を半導体中で拡散させる拡散処理が行われる。したがって、図１に示すプロセスシミュレータにおいては、イオン注入計算部２３での計算結果を拡散計算部２５での計算に用いる。拡散計算部２５では、イオン注入計算部２３で得られた結晶欠陥濃度分布データや不純物濃度分布データを用いて拡散計算が行われる。例えば拡散は点欠陥不純物対拡散モデルにより計算されるため、過度増速拡散（ＴＥＤ：Transient Enhanced Diffusion）についての計算も可能となる。
【００５４】
処理装置２０では、実際のプロセスに応じて各計算部で種々の計算が行われ、その計算結果は最終的にデバイス構造データとして記憶装置３０に格納される。そして、本実施形態によれば、プラズマドーピング専用の計算部を新たに設けることなく、プラズマドーピング処理をイオン注入処理に模して条件データの変換を行うことで、既存のイオン注入計算部を用いて、プラズマドーピングのプロセスシミュレーションを簡便且つ正確に行うことが可能となる。この結果、プロセスシミュレーションにより得られるデバイス構造データ、さらにはそのデバイス構造データを用いて行われるデバイスシミュレーションにおけるデバイスの電気特性予測精度の向上が図れる。
【００５５】
前述した変換部２１及びイオン注入計算部２３での計算を含む処理装置２０による一連の処理は、本実施形態に係るプロセスシミュレーションプログラムを処理装置２０が読み込みその命令のもと実行される。したがって、本実施形態に係るプロセスシミュレータは、入力装置１０や処理装置２０の他に、上記プロセスシミュレーションプログラムを格納した記憶装置（例えば、光学ディスク装置、磁気ディスク装置、半導体メモリなど）を備えている。なお、デバイス構造データが格納される記憶装置３０に、上記プログラムも格納してもよい。
【００５６】
次に、図５は、本発明の実施形態に係る半導体装置製造方法の主要なステップのフローを示す。
【００５７】
プロセス条件設定ステップ２０１では、プロセス条件を複数設定する。ここで設定された複数の条件について、前述したようなプロセスシミュレーション（ステップ２０２）とデバイスシミュレーション（ステップ２０３）を実行する。デバイスシミュレーションでは、プロセスシミュレーションで得られたデバイス構造データを用いてデバイス特性データを計算する。このデバイス特性データに基づいて、デバイスの電気特性を予測することができる。複数の条件についてシミュレーションを実行することで、複数条件に対するデバイス特性データが得られる。
【００５８】
次に、計算特性判断ステップ２０４では、デバイス特性データから、求める特性が得られているか判断する。求める特性が得られていない場合は、再びプロセス条件設定ステップ２０１で他の条件を設定し直す。求める特性が得られている場合は、その条件で実際の半導体ウェーハに対して各種処理を行ってデバイスを製造する（ステップ２０５）。
【００５９】
次のデバイス評価ステップ２０６では、製造したデバイスの電気特性の他に、製造途中における酸化膜厚や温度などを測定する。
【００６０】
そして実測特性判断ステップ２０７では、上記ステップ２０６での測定値が計算予測した値であるか判断する。ステップ２０６で測定された酸化膜厚や温度などが予測した値と異なるウェーハは、目的とする電気特性が得られない可能性が高い。この場合、プロセス条件設定ステップ２０１に戻り、測定値に基づいたウェーハのその後のプロセスの最適条件をシミュレーションによって求める。また、他のウェーハのデバイス製造ステップで、予測通りの値が得られるように装置の調整を行う。デバイスの電気特性が予測値と異なる場合は、計算モデルの物理パラメータを改良するなどして、予測能力を高める。
【００６１】
以上のようにシミュレーションを利用することで、デバイス設計開発や製造を効率化できる。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００６３】
前述したプラズマドーピング条件や対応するイオン注入条件等は一例であって、実際のプラズマドーピング処理の条件に応じて、各条件は適切に設定される。
【符号の説明】
【００６４】
１０…入力装置、２０…処理装置、２１…プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換する変換部、３０…記憶装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス開発においてＴＣＡＤ（Tchnology Computer Aided Design）は、デバイスの電気特性予測や不良解析を目的として活用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば電界効果型トランジスタなどの半導体デバイスにおける不純物拡散層は、デバイス特性に大きな影響を与える。近年、浅く急峻な接合を形成する目的で、イオンビームとして不純物を半導体ウェーハに注入するイオン注入法のほかにプラズマドーピング法も用いられている。
【０００４】
プラズマドーピングは、注入したい不純物を含むガスやキャリアガスをチャンバー内でプラズマ化させ、対向電極間の電位差によりイオンをウェーハに向けて加速させて注入する技術である。このプラズマドーピングでは、イオン注入装置で用いられているようなエネルギー選別器を通さない。すなわち、プラズマドーピングにおけるプラズマ中には、注入したい所望の単原子イオンだけでなく、キャリアガス等に起因する他の原子イオンや分子イオンも含まれており、多数のイオン種がウェーハに注入する。また、各イオンが加速される実効的なエネルギーにも広がりがある。さらに、各イオンのドーズ量についての詳細はわからない場合が多い。
【０００５】
以上のようなことから、プラズマドーピングのシミュレーションを行おうとすると、多数のイオンについてそれぞれのエネルギー、ドーズ量などを入力する必要があり、入力データの作成が極めて煩雑になってしまう問題があり、そもそも入力データの作成に必要な正確なデータを得るのが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、プラズマドーピング処理のシミュレーションを簡便且つ精度良く行えるプロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、をコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムが提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーション方法であって、プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換するステップと、前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算するステップと、を備えたことを特徴とするプロセスシミュレーション方法が提供される。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレータであって、プラズマドーピングの条件データを入力する入力装置と、前記入力されたプラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換し、このイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理装置と、を備えたことを特徴とするプロセスシミュレータが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プラズマドーピング処理のシミュレーションを簡便且つ精度良く行えるプロセスシミュレーションプログラム、プロセスシミュレーション方法、プロセスシミュレータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプロセスシミュレータの機能ブロック。
【図２】図１における変換部とイオン注入計算部に対する入出力関係を示す模式図。
【図３】図１における変換部での処理を示すフローチャート。
【図４】プロセスシミュレーションで得られたデバイス構造データの一例を示すグラフ。
【図５】本実施形態に係る半導体装置製造方法の主要ステップのフローチャート。
【図６】プラズマドーピング装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
半導体デバイスの特性をシミュレーションして予測するＴＣＡＤ（Tchnology Computer Aided Design）には、プロセスシミュレータとデバイスシミュレータが用いられる。プロセスシミュレータは、プロセス条件を入力としてデバイス構造データを出力する。デバイスシミュレータは、プロセスシミュレータで得られたデバイス構造データを入力としてデバイス特性データを出力する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るプロセスシミュレータの機能ブロックである。
本実施形態に係るプロセスシミュレータは、入力装置１０と処理装置２０と記憶装置３０を備える。
【００１３】
入力装置１０は、例えばキーボード、タッチパネルなどであり、各種入力データの入力処理を行う。処理装置２０は、入力装置１０を介して入力された入力データを受けて各種処理を行い、その処理の結果得られたデバイス構造データ等の処理結果は記憶装置３０に格納される。なお、入力内容や処理結果は、図示しない出力装置（ディスプレイ、プリンター等）に出力可能となっている。
【００１４】
処理装置２０は、変換部２１、基板準備部２２、イオン注入計算部２３、酸化計算部２４、拡散計算部２５、堆積計算部２６、エッチング計算部２７、リソグラフィ計算部２８を有し、これら各計算部を必要に応じて適宜適用することによりデバイス構造データが計算される。また、処理装置２０は、各計算部での計算結果をグラフ表示するプロット処理部２９も有する。
【００１５】
イオン注入計算部２３は、イオンビームによるイオン注入条件である注入イオン種、注入エネルギー、ドーズ量の入力を受けて、半導体中の不純物濃度分布や点欠陥分布を計算する。ここで、イオン注入法を用いたプロセスのシミュレーションを行う場合には、入力装置１０を介して注入イオン種、注入エネルギー、ドーズ量が入力され、これら入力データがイオン注入計算部２３に直接与えられる。
【００１６】
一方、プラズマドーピング法を用いたプロセスのシミュレーションを行う場合には、入力装置１０を介してプラズマドーピング条件が入力され、その後、図２に示すように、入力データ（プラズマドーピング条件）１１は変換部２１に出力されてその変換部２１にてイオン注入用の条件データ（イオン種、イオン注入エネルギー、ドーズ量）１２に変換されてからイオン注入計算部２３へと出力され、これを受けてイオン注入計算部２３は半導体中の不純物や欠陥プロファイル１３を計算する。
【００１７】
プラズマドーピングは、半導体に注入したい不純物を含むガスやキャリアガスを、所望の減圧雰囲気とされたチャンバー内の対向電極間に導入し、対向電極に電力を印加することで導入ガスをプラズマ化させ、プラズマ化で生成した不純物イオンを対向電極間の電界の作用により半導体ウェーハに向けて加速させて注入する技術である。
【００１８】
図６に模式的に例示するプラズマドーピング装置では、半導体ウェーハＷを例えば静電チャックするウェーハ支持部４１を対向電極の一方の電極として機能させ、このウェーハ支持部４１とこれに対向する他方の電極４２間に高周波電力を印加することで、対向電極間のチャンバー内空間に導入されたガスのプラズマＰを生起させる。なお、本実施形態では、半導体ウェーハＷはシリコンウェーハであるとするが、シリコン以外の他の半導体ウェーハに対しても本発明は適用可能である。
【００１９】
本実施形態では、プラズマドーピング条件として、装置名、チャンバー内への流入ガス種ごとの流量、高周波電力の出力を、前述した入力装置１０を介して変換部２１に与える。
【００２０】
次に、図３を参照して変換部２１での処理について説明する。
【００２１】
ここでは、例えば、装置名Ａ、チャンバー内への流入ガスとしてＢ２Ｈ６が０．１（ｓｃｃｍ）、Ｈｅが５（ｓｃｃｍ）、対向電極間に印加する高周波電力出力が４００（Ｗ）というプラズマドーピング条件データ１０１が入力されるとする。
【００２２】
プラズマドーピング条件データ１０１は変換部２１におけるイオン注入条件抽出部１０２に入力され、これを受け、イオン注入条件抽出部１０２は、記憶部１４に格納されたデータテーブルを参照して、プラズマドーピング条件データ１０１に対応するイオン注入用の条件データを抽出する。
【００２３】
表１にデータテーブルの一例を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
このデータテーブルは、プラズマドーピング条件（装置名、ガス種ごとのガス流量、高周波電力出力）に対して、等価とみなしたイオン注入用の条件（イオン種、イオン注入エネルギー、ドーズ量）を対応付けたものである。例えば、装置Ａを使って、Ｈｅガス流量５（ｓｃｃｍ）、Ｂ２Ｈ６ガス流量０．１（ｓｃｃｍ）、高周波電力出力３００（Ｗ）の条件でプラズマドーピングを行った処理は、ボロン（Ｂ）、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）を、いずれも注入エネルギー０．４（ｋｅＶ）で、それぞれ、１．５×１０１５（ｃｍ−２）、４．５×１０１５（ｃｍ−２）、１．０×１０１７（ｃｍ−２）のドーズ量となるようにイオン注入した処理と等価とみなして、プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換する。
【００２６】
プラズマドーピング条件とイオン注入条件との相関関係は予めデータテーブルとして作成しておき記憶部１４に格納され、変換部２１は、記憶部１４からそのデータテーブルを読み出し、入力されたプラズマドーピング条件に対応するイオン注入条件を抽出する。
【００２７】
データテーブル参照の際、入力されたプラズマドーピング条件に一致する条件が見つかればそれに対応するイオン注入条件を抽出する。一致する条件がなければデータを補間することによって対応するイオン注入条件を抽出する。
【００２８】
例えば、プラズマドーピング条件における高周波電力出力と、イオン注入条件におけるイオン注入エネルギーとは対応関係にあり、これらを縦軸と横軸にとってプロットしたグラフデータにおけるプロットポイントの変化の傾向から、テーブルにない高周波電力出力に対応するイオン注入エネルギーを補間して得ることができる。
【００２９】
例えば、前述した装置名Ａ、Ｂ２Ｈ６が０．１（ｓｃｃｍ）、Ｈｅが５（ｓｃｃｍ）、高周波電力出力が４００（Ｗ）という条件に一致するプラズマドーピング条件は表１に示すテーブルにはないが、テーブル中の他のデータに基づいてデータ補間を行うことで、Ｂイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が１．５×１０１５（ｃｍ−２）、Ｈイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が４．５×１０１５（ｃｍ−２）、Ｈｅイオンの注入エネルギーが０．５（ｋｅＶ）、ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）というイオン注入条件が得られる。
【００３０】
なお、プラズマドーピングにおけるチャンバー内に生起したプラズマ中には、単原子イオンだけでなく、分子イオンを含めた多数のイオンが存在していると考えられるが、中にはシミュレーション結果にほとんど影響しないものもあるため、データテーブルにおけるイオン注入条件で扱うイオンとしては主要な単原子イオンだけでも十分である。
【００３１】
例えば、ＨｅガスとＢ２Ｈ６ガスを用いたプラズマードーピングにおいては、対応するイオン注入条件のイオンとしてＢ、Ｈ、Ｈｅの各単原子イオンだけとしても、実際のプラズマ処理を反映した十分なシミュレーション精度が得られた。あるいは、この場合、シミュレーション結果に大きく影響するのはＢとＨｅであるので、Ｈは考慮にいれなくても十分な精度が期待できる。扱うパラメータ数を絞ることで、データテーブル作成や計算処理に要する時間短縮が図れる。
【００３２】
また、プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換するにあたっては、データテーブルを直接参照して、対応する等価なイオン注入条件を抽出することに限らず、予め設定されたプラズマドーピング条件とイオン注入条件との相関式に、入力されたプラズマドーピング条件を代入して、対応するイオン注入条件を算出することも可能である。
【００３３】
プラズマドーピング条件を変換して得られた対応するイオン注入条件は、次に、イオン注入計算手順を示すイオン注入計算用入力データの作成部１０３に入力する。図１に示すイオン注入計算部２３にて、イオン注入用条件データを用いて行われるイオン注入計算の計算モデルとしては、従来より採用されているモンテカルロモデルや解析モデルを指定することができる。入力データ作成部１０３では、イオン注入条件データを、指定されたモデルの入力データ形式にする。
【００３４】
そして、イオン注入計算部２３では、入力データ作成部１０３で作成された入力データ１０４を用いてイオン注入計算が行われる。例えばモンテカルロモデルが指定されたときは、入射するイオンが多数のモンテカルロ粒子で表され、そのモンテカルロ粒子のウェーハ中における散乱過程や停止位置を逐次計算し、散乱によって発生する結晶欠陥を計算する。
【００３５】
入力データ作成部１０３で作成される入力データの一例を数１に示す。
【００３６】
【数１】
【００３７】
これは、まずＢイオンがイオン注入エネルギーＥｎｅ＝Ｅ１、ドーズ量Ｄｏｓｅ＝ＤＢ１でイオン注入され、次いでＨｅがイオン注入エネルギーＥｎｅ＝Ｅ２、ドーズ量Ｄｏｓｅ＝ＤＨｅ１でイオン注入され、以降、ＢイオンとＨｅイオンとが交互に繰り返してイオン注入される処理に対応するイオン注入計算用の入力データ形式を表す。
【００３８】
但し、Ｂイオンについての１回当たりのイオン注入の各ドーズ量ＤＢ１、ＤＢ２、・・・、ＤＢｎは、Ｂイオンの全ドーズ量（表１のテーブルにて得られた値）より少なく、各回ごとのドーズ量の和（ＤＢ１＋ＤＢ２＋・・・＋ＤＢｎ）が全ドーズ量になるように設定される。同様に、Ｈｅイオンについての１回当たりのイオン注入の各ドーズ量ＤＨｅ１、ＤＨｅ２、・・・、ＤＨｅｎは、Ｈｅイオンの全ドーズ量（表１のテーブルにて得られた値）より少なく、各回ごとのドーズ量の和（ＤＨｅ１＋ＤＨｅ２＋・・・＋ＤＨｅｎ）が全ドーズ量になるように設定される。ＢイオンとＨｅイオンのそれぞれのイオン注入エネルギーＥ１とＥ２は、表１のテーブルにて得られた値そのものである。
【００３９】
エネルギー選別器で選別された所望のイオンだけがイオンビームとして半導体に打ち込まれるイオン注入法に対して、プラズマドーピング法では、半導体に注入したい所望のイオン以外にも種々のイオン（前述した例ではキャリアガスに起因するＨｅイオン、Ｂを含む原料ガスＢ２Ｈ６に起因するＨイオン、その他分子イオンなど）が生成される。そして、それらイオンは、必要量が一度に半導体中に注入されるのではなく、少量ずつ複数回にわたって注入される。
【００４０】
そこで、数１に示すデータ形式においては、シミュレーション結果に影響するＢイオンとＨｅイオンについて、それらが交互に少量ずつ複数回にわたって注入されるという、より現実のプラズマドーピング処理を反映したデータ形式にしており、シミュレーション結果の精度をより高めることができる。
【００４１】
ここで、Ｂイオン注入の計算手順とＨｅイオン注入の計算手順とを交互にしているということも重要である、すなわち、実際のプラズマドーピングにおいては、ある処理時間帯ではＢイオンが集中的に多く注入され、別の処理時間帯ではＨｅイオンが集中的に多く注入されるというような現象はないと思われ、プラズマドーピングをイオン注入に模したモデルにおいては各イオンが少量ずつ交互に打ち込まれていくとした方が実際のプラズマドーピング処理を反映した正確なシミュレーションが期待できる。
【００４２】
前述した例では、Ｂイオンの注入エネルギーＥ１と、Ｈｅイオンの注入エネルギーＥ２は、それぞれ、表１のテーブルから抽出された同じ値を各回ごと共通して使用している。しかし、注入エネルギーを全処理時間を通じてほぼ一定に保つことが容易なイオン注入法に比べて、対向電極間の放電電界によってイオンを加速させるプラズマドーピング法においては、プラズマ状態の変動などにより放電電界が変化し、全処理時間を通じて各イオンが常に同じエネルギーで注入されるとは限らない。
【００４３】
したがって、テーブルにおいて、１つのプラズマドーピング条件に対応するイオン注入条件の注入エネルギーを１つに限らず複数設定しておき、例えば数１におけるＢ注入の１回目はＥ１を採用し、ｎ回目はＥ１と異なる他の値を採用するといったことも可能である。
【００４４】
前述したプラズマドーピング処理において、目的としているのは所望の不純物イオンであるＢイオンを注入することである。しかし、シミュレーションを行うにあたって、キャリアガスに起因するＨｅイオンも考慮に入れているのは、Ｈｅイオンが注入されることによる結晶欠陥が無視できないためでる。したがって、Ｈｅイオンの注入も考慮に入れたシミュレーションを行うことで、Ｈｅイオンの注入が進むにつれ結晶欠陥すなわちアモルファス化が起きＢイオンのチャネリングが抑制されるという、実際のプラズマドーピング処理を反映した精度の良いシミュレーションを再現することができる。
【００４５】
また、実際のプラズマドーピング処理では、プラズマ中の各イオンは少量ずつ何回にもわたって注入されていくため、数１の入力データ形式において、各行の入力文すなわち１回のイオン注入につき注入される各ドーズ量ＤＢｎ、ＤＨｅｎの上限値を設定することが望ましい。例えば、Ｈｅイオンについて表１のテーブルにて得られる全ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）である場合には、各回ごとのドーズ量が１．０×１０１４（ｃｍ−２）以下になるよう設定する。これによって、Ｈｅイオン注入時に少量ずつ結晶欠陥が発生するという、現実のプラズマドーピング処理をより反映するシミュレーションが可能となる。
【００４６】
また、例えば、全ドーズ量が１．０×１０１７（ｃｍ−２）であるＨｅイオンの各回ごとのドーズ量がすべて１．０×１０１４（ｃｍ−２）で同じとした場合、数１にて設定するＨｅイオン注入回数は必然的に１０３回と決まる。すなわち、各回ごとのドーズ量の上限値を設定することは、イオン注入回数を何回にするかという目安にもなり、ユーザーがより簡単に数１に示されるようなイオン注入計算用の入力データファイルを作成できる。
【００４７】
次に、数２には、入力データ作成部１０３で作成される入力データの他の例を示す。
【００４８】
【数２】
【００４９】
これは、各イオンについて、表１のテーブルで得られる全ドーズ量分が１回のイオン注入にて１度に注入されるという処理に対応する。例えば、Ｈｅ注入による結晶欠陥が注入初期段階に多量に発生する場合を反映したシミュレーション用に適用可能である。
【００５０】
また、イオン注入計算部２３での計算モデルとして解析モデルが指定されたときは、各イオンに対する分布関数のパラメータが保存されているデータベースを用意することによって、イオン注入計算を行うことができる。
【００５１】
以上説明した処理を経てイオン注入計算部２３で種々の計算が行われ、図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示される、結晶欠陥濃度分布、Ｈｅ濃度分布、Ｂ濃度分布が得られる。各グラフにおいて、横軸はウェーハ表面を０とした場合におけるその表面からの深さ（μｍ）を表す。縦軸は各濃度（ｃｍ−２）を表す。
【００５２】
さらに、図４（ａ）に例示される結晶欠陥濃度分布からは、不純物導入が行われたウェーハ中におけるamorphous層とcrystal層との界面深さ（ａ／ｃ界面深さ）を求めることができる。例えば、シリコン結晶の２０％以上が壊れたら、つまり欠陥濃度が１．０×１０２２（ｃｍ−２）以上の領域をamorphous層とみなし、ａ／ｃ界面深さがおよそ２７ｎｍであることがわかる。
【００５３】
通常、プラズマドーピング処理の後には、導入された不純物を半導体中で拡散させる拡散処理が行われる。したがって、図１に示すプロセスシミュレータにおいては、イオン注入計算部２３での計算結果を拡散計算部２５での計算に用いる。拡散計算部２５では、イオン注入計算部２３で得られた結晶欠陥濃度分布データや不純物濃度分布データを用いて拡散計算が行われる。例えば拡散は点欠陥不純物対拡散モデルにより計算されるため、過度増速拡散（ＴＥＤ：Transient Enhanced Diffusion）についての計算も可能となる。
【００５４】
処理装置２０では、実際のプロセスに応じて各計算部で種々の計算が行われ、その計算結果は最終的にデバイス構造データとして記憶装置３０に格納される。そして、本実施形態によれば、プラズマドーピング専用の計算部を新たに設けることなく、プラズマドーピング処理をイオン注入処理に模して条件データの変換を行うことで、既存のイオン注入計算部を用いて、プラズマドーピングのプロセスシミュレーションを簡便且つ正確に行うことが可能となる。この結果、プロセスシミュレーションにより得られるデバイス構造データ、さらにはそのデバイス構造データを用いて行われるデバイスシミュレーションにおけるデバイスの電気特性予測精度の向上が図れる。
【００５５】
前述した変換部２１及びイオン注入計算部２３での計算を含む処理装置２０による一連の処理は、本実施形態に係るプロセスシミュレーションプログラムを処理装置２０が読み込みその命令のもと実行される。したがって、本実施形態に係るプロセスシミュレータは、入力装置１０や処理装置２０の他に、上記プロセスシミュレーションプログラムを格納した記憶装置（例えば、光学ディスク装置、磁気ディスク装置、半導体メモリなど）を備えている。なお、デバイス構造データが格納される記憶装置３０に、上記プログラムも格納してもよい。
【００５６】
次に、図５は、本発明の実施形態に係る半導体装置製造方法の主要なステップのフローを示す。
【００５７】
プロセス条件設定ステップ２０１では、プロセス条件を複数設定する。ここで設定された複数の条件について、前述したようなプロセスシミュレーション（ステップ２０２）とデバイスシミュレーション（ステップ２０３）を実行する。デバイスシミュレーションでは、プロセスシミュレーションで得られたデバイス構造データを用いてデバイス特性データを計算する。このデバイス特性データに基づいて、デバイスの電気特性を予測することができる。複数の条件についてシミュレーションを実行することで、複数条件に対するデバイス特性データが得られる。
【００５８】
次に、計算特性判断ステップ２０４では、デバイス特性データから、求める特性が得られているか判断する。求める特性が得られていない場合は、再びプロセス条件設定ステップ２０１で他の条件を設定し直す。求める特性が得られている場合は、その条件で実際の半導体ウェーハに対して各種処理を行ってデバイスを製造する（ステップ２０５）。
【００５９】
次のデバイス評価ステップ２０６では、製造したデバイスの電気特性の他に、製造途中における酸化膜厚や温度などを測定する。
【００６０】
そして実測特性判断ステップ２０７では、上記ステップ２０６での測定値が計算予測した値であるか判断する。ステップ２０６で測定された酸化膜厚や温度などが予測した値と異なるウェーハは、目的とする電気特性が得られない可能性が高い。この場合、プロセス条件設定ステップ２０１に戻り、測定値に基づいたウェーハのその後のプロセスの最適条件をシミュレーションによって求める。また、他のウェーハのデバイス製造ステップで、予測通りの値が得られるように装置の調整を行う。デバイスの電気特性が予測値と異なる場合は、計算モデルの物理パラメータを改良するなどして、予測能力を高める。
【００６１】
以上のようにシミュレーションを利用することで、デバイス設計開発や製造を効率化できる。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００６３】
前述したプラズマドーピング条件や対応するイオン注入条件等は一例であって、実際のプラズマドーピング処理の条件に応じて、各条件は適切に設定される。
【符号の説明】
【００６４】
１０…入力装置、２０…処理装置、２１…プラズマドーピング条件をイオン注入条件に変換する変換部、３０…記憶装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、
プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、
前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項２】
前記イオン注入用の条件データは、原子種ごとの全ドーズ量を含み、
１回あたりにつき前記全ドーズ量よりも少ないドーズ量で、各原子が複数回に分けて前記全ドーズ量分前記半導体に注入されたとして、前記デバイス構造データの計算を行わせることを特徴とする請求項１記載のプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項３】
前記１回あたりのドーズ量に上限値が設定されていることを特徴とする請求項２記載のプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項４】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーション方法であって、
プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換するステップと、
前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算するステップと、
を備えたことを特徴とするプロセスシミュレーション方法。
【請求項５】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレータであって、
プラズマドーピングの条件データを入力する入力装置と、
前記入力されたプラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換し、このイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理装置と、
を備えたことを特徴とするプロセスシミュレータ。
【請求項１】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーションをコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラムであって、
プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換する処理と、
前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項２】
前記イオン注入用の条件データは、原子種ごとの全ドーズ量を含み、
１回あたりにつき前記全ドーズ量よりも少ないドーズ量で、各原子が複数回に分けて前記全ドーズ量分前記半導体に注入されたとして、前記デバイス構造データの計算を行わせることを特徴とする請求項１記載のプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項３】
前記１回あたりのドーズ量に上限値が設定されていることを特徴とする請求項２記載のプロセスシミュレーションプログラム。
【請求項４】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレーション方法であって、
プラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換するステップと、
前記プラズマドーピングの条件データを変換して得られた前記イオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算するステップと、
を備えたことを特徴とするプロセスシミュレーション方法。
【請求項５】
プラズマドーピング法によって半導体に不純物を導入する処理を含むプロセスのシミュレータであって、
プラズマドーピングの条件データを入力する入力装置と、
前記入力されたプラズマドーピングの条件データを、イオンビームとして不純物を半導体に注入するイオン注入用の条件データに対応させて変換し、このイオン注入用の条件データに基づいてデバイス構造データを計算する処理装置と、
を備えたことを特徴とするプロセスシミュレータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６１２５９（Ｐ２０１０−１６１２５９Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２２６（Ｐ２００９−３２２６）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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