[发明专利]硅晶片的翘曲量的预测方法及硅晶片的制备方法

说明书

提出可考虑氧的影响而预测对硅晶片实施热处理时产生的翘曲量的方法和硅晶片的制备方法。预测在对硅晶片实施热处理时产生的翘曲量的方法，其特征在于，根据上述热处理中的硅晶片的应变的变化率和可动位错密度的变化率求得可动位错密度、应力和应变的时间演变，将其作为翘曲量，基于求得的应变的时间演变求得硅晶片的塑性变形量，设A、Lsubgt;0/subgt;：常数，ΔOsubgt;i/subgt;：热处理开始时用于硅晶片中的氧析出物的氧的浓度，L：热处理开始时所述硅晶片中的氧析出物的平均尺寸，热处理开始时的可动位错密度Nsubgt;i/subgt;由[数学式1]给出。 (1)。

技术领域

本发明涉及硅晶片的翘曲量的预测方法和硅晶片的制备方法。

背景技术

在使用硅晶片的半导体器件制备工序中包括各种热处理工序，由于此时产生的应力而产生位错，有时发生塑性变形。半导体器件工序中的硅晶片中位错的产生及其发展是关联器件性能和产率降低的重大问题。

特别是在最近的尖端逻辑或存储器件中，通过LSA(激光尖峰退火，Laser SpikeAnnealing)、FLA(闪光灯退火，Flash Lamp Annealing)等高温且短时间的退火工艺，与以往的热处理相比温度变化变得急剧，除此之外，由于采用FinFET或三维结构，在器件结构方面硅晶片也被施加大的应力。结果在硅晶片中由于位错的产生和发展而产生滑移，由此硅晶片会产生翘曲，因此引起覆盖不良而产生使产率降低的问题(例如参照非专利文献1)。

预测伴有这样的位错的塑性变形、即晶片的翘曲量，在改善半导体器件的性能和产率方面是重要的课题之一。但是，在超出弹性区域而伴有塑性变形的区域中的应力计算并不是简单的问题。特别是为了建立物理上适当的塑性变形模型，需要理解从原子水平的位错运动到晶片水平的变形的广泛现象。

作为预测晶体的塑性变形量的方法，有通过定量地估计位错的增殖并计算位错密度来将滑移引起的应变量与塑性变形量的时间变化相关联，从而计算晶体中的塑性变形量的Haasen-Alexander-Sumino模型(以下称为“HAS模型”)(例如参照非专利文献2和3)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：David M.Owen，Proceedings of the SPIE，Volume 8681，id.86812T 7pp.(2013).非专利文献2：P.Haasen，Zeit.Phys.167(1962)461.

非专利文献3：M.Suezawa，K.Sumino，I.Yonenaga，Phys.Stat.SolidiA51(1979)217。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，众所周知，以硅晶片的翘曲为代表的塑性行为取决于氧浓度、氧析出物密度等。因此，为了将HAS模型正确地应用于硅晶片的工艺，需要根据晶片的条件适当设定以HAS模型为前提的初始位错密度。

因此，本发明的目的在于，提出可考虑氧的影响而预测对硅晶片实施热处理时产生的翘曲量的方法和硅晶片的制备方法。

解决课题的手段

解决上述课题的本发明的要点构成如下。

[1]硅晶片的翘曲量的预测方法，其为预测对硅晶片实施热处理时产生的翘曲量的方法，其特征在于，

根据所述热处理中的所述硅晶片的应变的变化率和可动位错密度的变化率求得所述可动位错密度、应力和应变的时间演变，基于求得的所述应变的时间演变求得所述硅晶片的塑性变形量，将其作为翘曲量，